JP6025741B2 - Additives for dye-sensitized solar cells - Google Patents

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    • Y02E10/542Dye sensitized solar cells

Description

本発明は、色素増感太陽電池(DSSC)における添加剤としての式Iで表される少なくとも1種の三級アミン−N−オキシドならびにかかる式Iに対応する全ての互変異性体または立体異性体形態の使用に、ならびに式Iで表される少なくとも1種の化合物を含む特別な電解質処方物および色素増感太陽電池に関する。   The present invention relates to at least one tertiary amine-N-oxide of formula I as an additive in dye-sensitized solar cells (DSSC) and all tautomers or stereoisomers corresponding to such formula I. It relates to the use of body forms as well as to special electrolyte formulations and dye-sensitized solar cells comprising at least one compound of the formula I.

増感色素を利用する色素増感太陽電池は、広汎な注目を集めてきた。色素増感太陽電池は、例えば、透明基板上にこの順序で形成される、透明導電性フィルム、その中に支持される増感色素を有する多孔質の半導体電極、正孔輸送層、および対電極を含む。   Dye-sensitized solar cells using sensitizing dyes have attracted widespread attention. A dye-sensitized solar cell includes, for example, a transparent conductive film formed in this order on a transparent substrate, a porous semiconductor electrode having a sensitizing dye supported therein, a hole transport layer, and a counter electrode including.

かかるセルの例は、文献:O'Regan, B. and Graetzel, M. (1991) Nature, 353, 737に記載されている。太陽電池はこの場合、一対の対向電極(アノードおよびカソード)ならびにそれらの間に電解質を含有する。電解質は、色素増感ナノ多孔質半導体−電解質界面における電荷分離に際して作られる正孔の媒体として、異なる酸化状態を有するヨウ化物イオン対を含む。カソードは伝導性材料から作られ、一方でアノードは、ガラスなどの透明材料の板であって、その上に他の元素でドープされうる光透過性の二酸化スズ(SnO)の透明の伝導性層ならびにその上に半導体の二酸化チタン(TiO)層を有する、前記板から作られる。TiO層は、その表面へ増感色素が結合する、ナノ結晶粒子からなるTiO半導体で形成される。TiOナノ結晶層および色素の間の界面が照射されると、電子がTiOへと注入される。 Examples of such cells are described in the literature: O'Regan, B. and Graetzel, M. (1991) Nature, 353, 737. The solar cell in this case contains a pair of counter electrodes (anode and cathode) and an electrolyte between them. The electrolyte includes iodide ion pairs having different oxidation states as a hole medium created upon charge separation at the dye-sensitized nanoporous semiconductor-electrolyte interface. The cathode is made of a conductive material, while the anode is a plate of transparent material, such as glass, on which the transparent conductivity of light transmissive tin dioxide (SnO 2 ) that can be doped with other elements. Made from said plate having a layer as well as a semiconductor titanium dioxide (TiO 2 ) layer thereon. The TiO 2 layer is formed of a TiO 2 semiconductor composed of nanocrystalline particles to which a sensitizing dye is bonded. When the interface between the TiO 2 nanocrystal layer and the dye is illuminated, electrons are injected into TiO 2 .

一方、媒体が電解質内で酸化を受ける;3つのヨウ化物イオン(I)が2つの電子を放出し、高度な酸化度の三ヨウ化物イオン(I )が生じる。それから電子がTiOナノ結晶層を介して輸送され、そして透明伝導性層により収集される一方で三ヨウ化物イオン(I )はカソードへと拡散し、そして2つの電子を獲得してヨウ化物イオン(I)へと還元される。このようにして、この種の湿式電池は、太陽エネルギーを電気エネルギーへと変換する。 On the other hand, the medium undergoes oxidation in the electrolyte; three iodide ions (I ) emit two electrons, resulting in triiodide ions (I 3 ) with a high degree of oxidation. The electrons are then transported through the TiO 2 nanocrystal layer and collected by the transparent conductive layer while the triiodide ion (I 3 ) diffuses to the cathode and acquires two electrons to obtain iodine. Reduced to fluoride ion (I ). In this way, this type of wet cell converts solar energy into electrical energy.

色素増感太陽電池は、その単純かつ便利な製造方法、それゆえの低減された材料コストなどのため、次世代のための太陽電池として役立つと期待されてきている。   Dye-sensitized solar cells have been expected to be useful as solar cells for the next generation because of their simple and convenient manufacturing methods and hence reduced material costs.

色素増感太陽電池を実用に供するために、変換効率におけるさらなる改善に対する要求が存在し、そしてそのために、発生する電流(短絡回路電流、Jsc)の、開回路電圧(VOC)における、ならびに安全性および耐用性における増加に対する要求が存在した。 In order to put dye-sensitized solar cells into practical use, there is a need for further improvements in conversion efficiency, and for that reason, the current generated (short circuit current, J sc ), in open circuit voltage (V OC ), and There was a need for an increase in safety and durability.

最良に機能する色素増感太陽電池は現在、少なくとも1種の揮発性有機溶媒を含有し、電解質の粘性を低減させ、それゆえイオン移動度を高めている。ここで最大の課題は、例えばYu Bai et al., "High-performance dye-sensitized solar cells based on solvent-free electrolytes produced from eutectic melts", Nature Materials 2008, 1において開示されるように、電解質液がイオンのみで構成されるという目的のもとで、揮発性溶媒をイオン液体と置き換えることにより、電解質の揮発性を除去するまたは低減させることである。   The best-functioning dye-sensitized solar cells now contain at least one volatile organic solvent, reducing the viscosity of the electrolyte and thus increasing the ion mobility. The biggest problem here is that, as disclosed in, for example, Yu Bai et al., “High-performance dye-sensitized solar cells based on solvent-free electrolytes produced from eutectic melts”, Nature Materials 2008, 1, For the purpose of being composed solely of ions, the volatility of the electrolyte is removed or reduced by replacing the volatile solvent with an ionic liquid.

イオン液体に基づくDSCCの電力変換効率を制限する要因の1つは、関連する作動状態におけるレドックス対(例えばI )のかなり大量の酸化された部位に起因する、半導体における注入電子または伝導帯電子(例えばTiO)のかなり大規模な再結合でありうる。開回路電圧を増加させるために、かかる再結合を避ける必要があり、換言すると、半導体電解質接合部における漏れ電流を抑制することを意味する。 One of the factors limiting the power conversion efficiency of DSCCs based on ionic liquids is the injected electrons or conduction bands in the semiconductor due to a fairly large amount of oxidized sites of the redox couple (eg, I 3 ) in the relevant operating state It can be a fairly large recombination of electrons (eg TiO 2 ). In order to increase the open circuit voltage, it is necessary to avoid such recombination, in other words, to suppress leakage current at the semiconductor electrolyte junction.

漏れ電流は、TiO表面が単層の色素により被覆されているにもかかわらず生じる、伝導帯電子(e cb)による三ヨウ化物の上記の還元:
+2e cb(TiO)→3I
から発生する。三ヨウ化物は、相対的に小さなサイズであるため、色素層を横切るか、または色素が完全には被覆できない、つまりTiOの表面がむき出しでありそしてレドックス電解質に対して露出されているナノメートルサイズの孔へのアクセスを有するかのいずれかである。
The leakage current occurs above the reduction of triiodide by conduction band electrons (e cb ), which occurs despite the TiO 2 surface being coated with a single layer of dye:
I 3 + 2e cb (TiO 2 ) → 3I
Arising from. Since triiodide is relatively small in size, it can cross the dye layer or the dye cannot be completely covered, ie the surface of TiO 2 is bare and exposed to the redox electrolyte Either have access to a hole of size.

典型的には、TiO表面上の遊離部位に適合され、それゆえ三ヨウ化物または遊離ヨウ素の可能な再結合部位へのアクセスを阻止すると考えられている化合物の添加により、再結合は抑制される。この目的に典型的に使用される化合物の例は、(ポリ)エーテル誘導体、アミド、エステル、ニトリルである。現行の最良の結果は、N−アルキル−ベンズイミダゾール(Zhaofu Fei et al., Inorg. Chem. 2006, 45, 10407-10409, A Supercooled Imidazolium Iodide Ion Liquid as a Low-Viscosity Electrolyte for Dye-Sensitized Solar Cells)、4−tert−ブチルピリジン(TBP、M.K. Nazeeruddin et al., J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 6382-6390)またはテトラゾール、ピラゾール、トリアゾール、ピラジン、ピリミジン、トリアジンなどの窒素含有複素環系添加剤(H. Kusama et al., J. Photochem. Photobiol., A Chemistry, 2005, 169-176)を用いて達成されてきた。TBPおよび窒素含有複素環系添加剤は、少なくとも1種の揮発性有機溶媒を含む電解質において特に有用であるとされている。 Recombination is typically suppressed by the addition of compounds that are adapted to free sites on the TiO 2 surface and are therefore thought to prevent access to possible recombination sites for triiodide or free iodine. The Examples of compounds typically used for this purpose are (poly) ether derivatives, amides, esters, nitriles. The current best result is that N-alkyl-benzimidazole (Zhaofu Fei et al., Inorg. Chem. 2006, 45, 10407-10409, A Supercooled Imidazolium Iodide Ion Liquid as a Low-Viscosity Electrolyte for Dye-Sensitized Solar Cells ), 4-tert-butylpyridine (TBP, MK Nazeeruddin et al., J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 6382-6390) or nitrogen-containing complexes such as tetrazole, pyrazole, triazole, pyrazine, pyrimidine, triazine It has been achieved using ring additives (H. Kusama et al., J. Photochem. Photobiol., A Chemistry, 2005, 169-176). TBP and nitrogen-containing heterocyclic additives are believed to be particularly useful in electrolytes comprising at least one volatile organic solvent.

現在までに公知の複素環系添加剤における窒素孤立電子対の供与特性は、強化されたVOCの原因となると考えられている。 The donating properties of nitrogen lone pairs in known heterocyclic additives to date are believed to be responsible for enhanced V OC .

US 2005/0150544は、用いられる色素がSolaronix Col, Swissにより製造された、Ruthenium 535-bisTBA色素であり、およびアセトニトリルに基づく電解質溶液が環中に酸素原子を含有する複素環系化合物、例えばテトラヒドロフラン、2−メチル−テトラヒドロフラン、ピラン、テトラヒドロピラン、フラン、2−メチル−フラン、1,4−ジオキサン、トリオキサン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、1,3−ジオキソラン、1,3−ジオキサン、2H−1,3−ジオキソール、3H−1,2−ジオキソール、ジオキセン、1,4−ジオキシン、トリオキサンなどを含有し、および電解質溶液における複素環系化合物の濃度が5〜40容量%である、色素増感太陽電池を記載する。   US 2005/0150544 is a Ruthenium 535-bis TBA dye, the dye used is manufactured by Solaronix Col, Swiss, and a heterocyclic compound in which the electrolyte solution based on acetonitrile contains oxygen atoms in the ring, such as tetrahydrofuran, 2-methyl-tetrahydrofuran, pyran, tetrahydropyran, furan, 2-methyl-furan, 1,4-dioxane, trioxane, 4-methyl-1,3-dioxolane, 1,3-dioxolane, 1,3-dioxane, 2H -1,3-dioxole, 3H-1,2-dioxole, dioxene, 1,4-dioxin, trioxane and the like, and the concentration of the heterocyclic compound in the electrolyte solution is 5 to 40% by volume A solar cell is described.

TBPが用いられる場合、対電極に対する汚染が観察される。さらに、TBPは揮発性であり、これはデバイスの安定性および耐用性に影響を及ぼすことを意味する。   When TBP is used, contamination to the counter electrode is observed. Furthermore, TBP is volatile, which means that it affects the stability and durability of the device.

他の複素環系添加剤が用いられる場合、短絡回路電流における顕著な低下が確認され、そして実際に得られる開回路電圧は低い。   When other heterocyclic additives are used, a significant drop in short circuit current is observed and the actual open circuit voltage obtained is low.

しかし、酸化物半導体の伝導バンド端の負の方向へのシフトによりおよび/または漏れ電流の低減しそれゆえ最大電力作動電圧を最大化させることにより開回路電圧を改善することができる、新規のおよび/または改善せれた添加剤に対する要求が継続して存在する。開回路電圧は、室温より上のおよび色素沈着が発生する温度より十分下の温度を含む広い温度範囲(つまり、40℃〜120℃の範囲)にわたって改善されたDSC効率を達成するよう合わせる必要がある、1つの重要なパラメーターである。   However, a novel and improved open circuit voltage can be achieved by shifting the oxide semiconductor conduction band edge in the negative direction and / or by reducing leakage current and thus maximizing the maximum power operating voltage. There is a continuing need for improved additives. The open circuit voltage must be tailored to achieve improved DSC efficiency over a wide temperature range (ie, in the range of 40 ° C. to 120 ° C.), including temperatures above room temperature and well below the temperature at which pigmentation occurs. One important parameter.

それゆえ本発明の目的は、再結合阻害剤として作用する色素増感太陽電池のための添加剤としての、および/または孔質半導体の伝導バンド端のシフトを誘発する、好ましくははTiOのそれを誘発する剤としての、代替のおよび/または改善された化合物を提供することである。
驚くべきことに、特別な三級N−オキシドが、かかる要求を充足することが見出された。
The object of the present invention is therefore to induce a shift of the conduction band edge of porous semiconductors, preferably as an additive for dye-sensitized solar cells acting as recombination inhibitors, and / or preferably of TiO 2 It is to provide alternative and / or improved compounds as agents that induce it.
Surprisingly, it has been found that special tertiary N-oxides satisfy such requirements.

式Iで表される三級N−オキシドは再結合阻害剤としておよび/または孔質半導体の伝導バンド端シフトを誘発し、その結果開回路電圧(VOC)を増加させる剤として作用すると考えられている。それゆえ式Iで表される三級N−オキシドは漏れ電流を低減させおよび伝導バンド端を強化させることができ、ともにVOCを増加せしめる、添加剤として作用する。 The tertiary N-oxides of formula I are believed to act as recombination inhibitors and / or as agents that induce conduction band edge shifts in porous semiconductors and consequently increase open circuit voltage (V oc ). ing. Therefore, the tertiary N-oxide represented by Formula I can act as an additive that can reduce leakage current and enhance the conduction band edge, both increasing V OC .

それゆえ本発明は第1に、式I
Therefore, the present invention firstly provides the formula I

式中
、R、Rは互いに独立して、
1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル、これは少なくとも1個のRにより置換されていることができる、
6〜10個のC原子を有するアリール、これは少なくとも1個のRにより置換されていることができる、であり、
あるいはR、RおよびRは縮合して、1、2または3個のN原子あるいは1個のN原子および1個のSまたは1個のO原子が存在し、少なくとも1個のRにより置換されていることができる複素芳香環構造を形成し、
あるいはRおよびRは縮合して、1、2または3個のN原子あるいは1個のN原子および1個のSまたは1個のO原子が存在し、少なくとも1個のRにより置換されていることができる複素脂環式構造を形成し、およびRは1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルであるか、あるいは縮合して少なくとも1個のN原子を含有する三環構造を形成し、およびここで複素脂環式構造または三環構造の第2のまたは第3のN原子は−Oおよび1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルにより置換されていてもよく、
および
In which R 1 , R 2 and R 3 are independently of each other,
Straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, which can be substituted by at least one R;
An aryl having 6-10 C atoms, which can be substituted by at least one R;
Alternatively, R 1 , R 2 and R 3 are fused to give 1, 2 or 3 N atoms or 1 N atom and 1 S or 1 O atom, and at least one R Forming a heteroaromatic ring structure that can be substituted;
Alternatively, R 1 and R 2 are fused to give 1, 2 or 3 N atoms or 1 N atom and 1 S or 1 O atom and are substituted by at least one R Forming a heteroalicyclic structure, and R 3 is a linear or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, or is condensed to contain at least one N atom tricyclic structure is formed, and wherein the second or third N atom of the heterocyclic alicyclic structure or tricyclic structure -O be - and linear or branched having 1 to 20 C atoms Optionally substituted by alkyl
and

Rは独立して、Hal、CN、C(O)H、1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル、これは5〜6個のC原子を有するシクロアルキルによりまたは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができ、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基またはアルコキシ基によりあるいは5または6個のC原子を有するヘテロアリールにより置換されていてもよ、2〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルケニル、これは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができ、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基により置換されていてもよい、5または6個のC原子を有するシクロアルキル、1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のヒドロキシアルキル、1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルコキシ、これは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができ、1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルチオ、6〜10個のC原子を有するアリールここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基またはアルコキシ基によりあるいは5または6個のC原子を有するヘテロアリールにより置換されていてもよい、5〜10個のC原子を有するヘテロアリールここで該ヘテロアリール基のN原子は−Oにより置換されていてもよい、6〜10個のC原子を有するアリールオキシ、6〜10個のC原子を有するアリールチオ、1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルアミノまたはジアルキルアミノであり、
R is independently, Hal, CN, C (O ) H, linear or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, which the cycloalkyl having 5-6 C atoms or 6 Can be substituted by aryl having from 10 to 10 C atoms, wherein the aryl group is by a linear or branched alkyl or alkoxy group having from 1 to 4 C atoms or 5 or 6 substituted by heteroaryl having C atoms but it may also, linear or branched alkenyl having 2-20 C atoms, which is substituted by aryl having 6 to 10 C atoms Wherein the aryl group is optionally substituted by a linear or branched alkyl group having 1 to 4 C atoms, a cycloalkyl having 5 or 6 C atoms, 1 to Linear or branched hydroxyalkyl having 0 C atoms, linear or branched alkoxy having 1 to 20 C atoms, which is substituted by aryl having 6 to 10 C atoms Ru can have, 1-20 linear or branched alkylthio having C atoms, aryl having 6 to 10 C atoms, an wherein the aryl group is 1 to 4 C atoms it may be substituted by a heteroaryl having an alkyl group or an alkoxy group or branched linear or 5 or 6 C atoms with, heteroaryl having 5 to 10 C atoms, wherein the hetero N atoms of the aryl group -O - may be substituted by, arylthio having aryloxy, 6-10 C atoms having 6-10 C atoms, 1-20 C Hara A linear or branched alkyl or dialkylamino having,

Halは、F、Cl、BrまたはIである、
で表される少なくとも1種の化合物、ならびにその全ての互変異性体または立体異性体の、色素増感太陽電池における添加剤としての使用に関する。
Hal is F, Cl, Br or I.
And at least one tautomer or stereoisomer thereof as an additive in a dye-sensitized solar cell.

JP 2006/202646は、さまざまなデバイス、例えばリチウム2次電池、電解コンデンサー、電気二重層キャパシタなどに対する電解質における可能な添加剤として、4−フェニル−ピリジン−N−オキシドに言及する。偶然にも4−フェニル−ピリジン−N−オキシドを含むJP 2006/202646による添加剤を含有する電解質は、加熱に際し、熱抵抗および無変色を実証しうることが言及される。式Iによる三級N−オキシドが色素増感太陽電池において有利に用いられるうること、およびそれらがVOCを増加させる能力を有することの示唆はない。 JP 2006/202646 refers to 4-phenyl-pyridine-N-oxide as a possible additive in the electrolyte for various devices such as lithium secondary batteries, electrolytic capacitors, electric double layer capacitors and the like. It is mentioned by chance that electrolytes containing additives according to JP 2006/202646 containing 4-phenyl-pyridine-N-oxide can demonstrate thermal resistance and no color change upon heating. There is no suggestion that tertiary N-oxides according to Formula I can be used advantageously in dye-sensitized solar cells and that they have the ability to increase V OC .

式Iによる少なくとも1種の化合物を、本発明により、電解質の成分として、色素適用の間のまたは他の方法による共吸着剤として、適用することができる。好ましくは、式Iで表される少なくとも1種の化合物を、電解質の成分としてまたは共吸着剤として、特に好ましくは電解質の成分として適用する。   At least one compound according to formula I can be applied according to the invention as a component of the electrolyte, as a coadsorbent during dye application or by other methods. Preferably, at least one compound of the formula I is applied as an electrolyte component or as a coadsorbent, particularly preferably as an electrolyte component.

上記の式Iで表される少なくとも1種の化合物は、単一の添加剤として、または他の公知の添加剤、例えば上に言及される(ポリ)エーテル誘導体、アミド、エステル、ニトリルまたは複素環化合物などと組み合わせて用いることができる。   The at least one compound of the formula I above can be used as a single additive or other known additives such as the (poly) ether derivatives, amides, esters, nitriles or heterocycles mentioned above It can be used in combination with a compound or the like.

色素増感太陽電池などの所定のデバイスにおいて有用な電解質の種類は限定されない。電解質は、融解塩またはイオン液体と一般的に記載される、分子溶媒にまたは有機塩に基づいてもよい。低分子有機溶媒などの高度に揮発性の分子を含有しない電解質において、上記の式Iで表されるN−オキシドを使用するのが好ましい。   The type of electrolyte useful in a given device such as a dye-sensitized solar cell is not limited. The electrolyte may be based on molecular solvents or organic salts, commonly described as molten salts or ionic liquids. In electrolytes that do not contain highly volatile molecules such as low molecular organic solvents, it is preferred to use the N-oxides of formula I above.

1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基は、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec.−ブチル、tert.−ブチル、1−(2,2−ジメチル)−プロピル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、x−メチルブチル、ここでxは1;2または3であり、x−メチルペンチル、ここでxは1;2;3または4であり、x−メチルヘキシル、ここでxは1;2;3;4または5であり、x−エチルペンチル、ここでxは1、2または3であり、x−エチルヘキシル、ここでxは1;2;3または4であり、n−ノニル、n−デシル、n−ウンデシル、n−ドデシル、n−トリデシル、n−テトラデシル、n−ペンタデシル、n−ヘキサデシル、n−ヘプタデシル、n−オクタデシル、n−ノナデシルおよびn−エイコシルであり、これらは下に定義される少なくとも1個のRにより置換されることができる。   Linear or branched alkyl groups having 1 to 20 C atoms are for example methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec. -Butyl, tert. -Butyl, 1- (2,2-dimethyl) -propyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, x-methylbutyl, where x is 1; 2 or 3, x-methylpentyl, where x is 1; 2; 3 or 4 and x-methylhexyl, where x is 1; 2; 3; 4 or 5, and x-ethylpentyl, where x is 1, 2 or 3, and x-ethylhexyl, Where x is 1; 2; 3 or 4, n-nonyl, n-decyl, n-undecyl, n-dodecyl, n-tridecyl, n-tetradecyl, n-pentadecyl, n-hexadecyl, n-heptadecyl, n-octadecyl, n-nonadecyl and n-eicosyl, which can be substituted by at least one R as defined below.

6〜10個のC原子を有するアリールは芳香族化合物、例えばフェニル、ナフチルまたはアントラセニルであり、これらは下に定義される少なくとも1個のRにより置換されることができる。好ましくはアリールはフェニルであり、これは少なくとも1個のRにより置換されていることができる。   Aryl having 6 to 10 C atoms is an aromatic compound such as phenyl, naphthyl or anthracenyl, which can be substituted by at least one R as defined below. Preferably aryl is phenyl, which can be substituted by at least one R.

5または6個のC原子を有するヘテロアリールは、例えば、2−または3−フリル、2−または3−チエニル、1−、2−または3−ピロリル、1−、2−、4−または5−イミダゾリル、3−、4−または5−ピラゾリル、2−、4−または5−オキサゾリル、3−、4−または5−イソオキサゾリル、2−、4−または5−チアゾリル、3−、4−または5−イソチアゾリル、2−、3−または4−ピリジル、2−、4−、5−または6−ピリミジニル、1,2,3−トリアゾール−1−、−4−または−5−イル、1,2,4−トリアゾール−1−、−4−または−5−イル、1−または5−テトラゾリル、1,2,3−オキサジアゾール−4−または−5−イル1,2,4−オキサジアゾール−3−または−5−イル、1,3,4−チアジアゾール−2−または−5−イル、1,2,4−チアジアゾール−3−または−5−イル、1,2,3−チアジアゾール−4−または−5−イル、2−、3−、4−、5−または6−2H−チオピラニル、2−、3−または4−4H−チオピラニル、3−または4−ピリダジニルまたはピラジニルである。好ましくは、ヘテロアリールは、2−、3−または4−ピリジルである。   Heteroaryl having 5 or 6 C atoms is, for example, 2- or 3-furyl, 2- or 3-thienyl, 1-, 2- or 3-pyrrolyl, 1-, 2-, 4- or 5- Imidazolyl, 3-, 4- or 5-pyrazolyl, 2-, 4- or 5-oxazolyl, 3-, 4- or 5-isoxazolyl, 2-, 4- or 5-thiazolyl, 3-, 4- or 5- Isothiazolyl, 2-, 3- or 4-pyridyl, 2-, 4-, 5- or 6-pyrimidinyl, 1,2,3-triazol-1-, -4- or -5-yl, 1,2,4 -Triazol-1-, -4- or -5-yl, 1- or 5-tetrazolyl, 1,2,3-oxadiazol-4- or -5-yl 1,2,4-oxadiazole-3 -Or -5-yl, 1,3,4- Asiazol-2- or -5-yl, 1,2,4-thiadiazol-3- or -5-yl, 1,2,3-thiadiazol-4- or -5-yl, 2-, 3-, 4 -, 5- or 6-2H-thiopyranyl, 2-, 3- or 4-4H-thiopyranyl, 3- or 4-pyridazinyl or pyrazinyl. Preferably heteroaryl is 2-, 3- or 4-pyridyl.

1、2または3個のN原子が存在する、あるいは1個のNおよび1個のSまたは1個のO原子が存在する複素芳香環構造は、例えばピロール、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、チアゾール、オキサゾール、インドール、キノリン、キノキサリンまたはベンズイミダゾールであり、これらは下に定義される少なくとも1個のRにより置換されていることができる。好ましくは、複素芳香環構造は、ピリジン、ピラジン、イミダゾール、ベンズイミダゾールまたはキノリンであり、これらは下に定義される少なくとも1個のRにより置換されていることができる。本発明により有用な複素芳香環構造を有する式Iで表される化合物の例は、式IIa、IIb、IIc、IId、IIe、IIfおよびIIg   Heteroaromatic ring structures in which 1, 2 or 3 N atoms are present, or 1 N and 1 S or 1 O atom are present, for example, pyrrole, imidazole, pyrazole, triazole, pyridine, pyridazine , Pyrimidine, pyrazine, thiazole, oxazole, indole, quinoline, quinoxaline or benzimidazole, which can be substituted by at least one R as defined below. Preferably, the heteroaromatic ring structure is pyridine, pyrazine, imidazole, benzimidazole or quinoline, which can be substituted by at least one R as defined below. Examples of compounds of formula I having a heteroaromatic ring structure useful according to the invention include those of formulas IIa, IIb, IIc, IId, IIe, IIf and IIg.

式中、R’は独立して、HまたはRであり、R’’’は独立して、H、直鎖のまたは分枝の1〜4個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシ、あるいは5または6個のC原子を有するヘテロアリールであり、Rは独立して、H、直鎖のまたは分枝の1〜4個のC原子を有するアルキルであり、Rは独立して、H、直鎖のまたは分枝の1〜20個のC原子を有するアルキルであり、これは5〜6個のC原子を有するシクロアルキルまたは6〜10個のC原子を有するアリール、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルまたはアルコキシ基によりあるいは5または6個のC原子を有するヘテロアリールにより置換されていてもよく、およびRは下に定義されるとおりである、の化合物により表される。 In which R ′ is independently H or R, R ′ ″ is independently H, linear or branched alkyl or alkoxy having 1 to 4 C atoms, or 5 or Heteroaryl having 6 C atoms, R * is independently H, linear or branched alkyl having 1 to 4 C atoms, and R x is independently H, Straight chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, which is cycloalkyl having 5 to 6 C atoms or aryl having 6 to 10 C atoms, wherein the aryl group May be substituted by a linear or branched alkyl or alkoxy group having 1 to 4 C atoms or by a heteroaryl having 5 or 6 C atoms, and R is defined below It is represented by the compound of

1、2または3個のN原子あるいは1個のN原子および1個のS原子または1個のO原子が存在する複素脂環式構造は、例えばピロリジン、イミダゾリジン、ピペリジン、ピペラジン、ヘキサヒドロ−ピリミジン、ヘキサヒドロ−ピリダジン、1,3,5−トリアジナン、モルホリン、チオモルホリン、オキサゾリジン、チアゾリジンであり、これらは下に定義される少なくとも1個のRにより置換されていることができる。好ましくは、複素脂環式構造はピロリジン、ピペリジン、モルホリン、オキサゾリジンまたはヘキサヒドロピリダジンであり、これらは下に定義される少なくとも1個のRにより置換されていることができる。本発明による有用なかかる複素脂環式構造を有する式Iで表される化合物の例は、式IIIa、IIIbまたはIIIc   Heteroalicyclic structures in which 1, 2 or 3 N atoms or 1 N atom and 1 S atom or 1 O atom are present are, for example, pyrrolidine, imidazolidine, piperidine, piperazine, hexahydro-pyrimidine , Hexahydro-pyridazine, 1,3,5-triazinan, morpholine, thiomorpholine, oxazolidine, thiazolidine, which can be substituted by at least one R as defined below. Preferably, the heteroalicyclic structure is pyrrolidine, piperidine, morpholine, oxazolidine or hexahydropyridazine, which can be substituted by at least one R as defined below. Examples of compounds of formula I having such heteroalicyclic structures useful according to the invention are those of formula IIIa, IIIb or IIIc

式中、XはCH、OまたはNRであり、R’’は1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルであり、R’はHまたはRであり、およびRは下に定義される、の化合物により表される。 Where X is CH 2 , O or NR, R ″ is a straight or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, R ′ is H or R, and R is Represented by the compounds defined below.

少なくとも1個のN原子を有する複素脂肪族三環構造は例えば、1−アザ−ビシクロ[3.2.1]オクタン、1−アザ−ビシクロ[2.2.2]オクタン、1,4−ジアザ−ビシクロ[2.2.2]オクタンであり、これらは下に定義される少なくとも1個のRにより置換されていることができる。かかる複素脂肪族三環構造を有する式Iで表される化合物の例は、式IIId
式中YはCH、N、NR、Nであり、R’はHまたはRであり、およびRは下に定義される、の化合物により表される。
Heteroaliphatic tricyclic structures having at least one N atom are, for example, 1-aza-bicyclo [3.2.1] octane, 1-aza-bicyclo [2.2.2] octane, 1,4-diaza. -Bicyclo [2.2.2] octane, which can be substituted by at least one R as defined below. Examples of compounds of formula I having such a heteroaliphatic tricyclic structure are of formula IIId
Wherein Y is CH, N, N + R, N + O , R ′ is H or R, and R is defined below.

Rは独立して、Hal、CN、C(O)H、1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル、これは5〜6個のC原子を有するシクロアルキルによりまたは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができ、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖または分枝のアルキル基またはアルコキシ基によりあるいは5または6個のC原子を有するヘテロアリールにより置換されていてもよ、2〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルケニル、これは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができ、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基により置換されていてもよい、5または6個のC原子を有するシクロアルキル、1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のヒドロキシアルキル、1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルコキシ、これは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができ、1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルチオ、6〜10個のC原子を有するアリールここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基またはアルコキシ基によりまたは5または6個のC原子を有するヘテロアリールにより置換されていてもよい、5〜10個のC原子を有するヘテロアリールここで該ヘテロアリール基のN原子は−Oにより置換されていてもよい、6〜10個のC原子を有するアリールオキシ、6〜10個のC原子を有するアリールチオ、1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルアミノまたはジアルキルアミノであり、ここでHalはF、Cl、BrまたはIである。
Halは好ましくは、F、ClまたはIである。
R is independently, Hal, CN, C (O ) H, linear or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, which the cycloalkyl having 5-6 C atoms or 6 It can be substituted by aryl having 10 C atoms, wherein the aryl group is 1-4 or by straight-chain or branched alkyl or alkoxy group having C atoms 5 or 6 substituted by heteroaryl having C atoms but it may also, linear or branched alkenyl having 2-20 C atoms, which is substituted by aryl having 6 to 10 C atoms Wherein the aryl group is optionally substituted by a linear or branched alkyl group having 1 to 4 C atoms, a cycloalkyl having 5 or 6 C atoms, 1 to Linear or branched hydroxyalkyl having 0 C atoms, linear or branched alkoxy having 1 to 20 C atoms, which is substituted by aryl having 6 to 10 C atoms Ru can have, 1-20 linear or branched alkylthio having C atoms, aryl having 6 to 10 C atoms, an wherein the aryl group is 1 to 4 C atoms but it may also be substituted by a heteroaryl having a linear or branched alkyl radical or or by an alkoxy group 5 or 6 C atoms with, heteroaryl having 5 to 10 C atoms, wherein said N atom of the heteroaryl group -O - but it may also be substituted by, arylthio having aryloxy, 6-10 C atoms having 6-10 C atoms, 1-20 C Hara A linear or branched alkyl or dialkylamino having, where Hal is F, Cl, Br or I.
Hal is preferably F, Cl or I.

1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基またはアルコキシ基により置換されていてもよい、6〜10個のC原子を有するアリール、例えばフェニル、ナフチルまたはアントラセニルにより置換されていることができる、あるいは上に記載される5または6個のC原子を有するヘテロアリールにより置換されていることができる、直鎖のまたは分枝の1〜20個のC原子を有するアルキル基が、上に例として記載される。好ましくは、アリールにより置換されている直鎖のまたは分枝のアルキル基は、ベンジル、1−(4−メトキシ)−フェニル、1−(4−メチル)−フェニル、2−フェニルエチル、3−フェニルプロピル、1−(2−フェニル)プロピル、4−フェニルブチルまたは5−フェニルペンチル、特に好ましくはベンジル、1−(4−メトキシ)−フェニル、3−フェニルプロピルまたは1−(2−フェニル)プロピルである。   Optionally substituted by a linear or branched alkyl or alkoxy group having 1 to 4 C atoms, substituted by aryl having 6 to 10 C atoms, for example phenyl, naphthyl or anthracenyl A linear or branched alkyl group having 1 to 20 C atoms, which can be substituted by a heteroaryl having 5 or 6 C atoms as described above. , Described above as an example. Preferably, a linear or branched alkyl group substituted by aryl is benzyl, 1- (4-methoxy) -phenyl, 1- (4-methyl) -phenyl, 2-phenylethyl, 3-phenylpropoxy. 1- (2-phenyl) propyl, 4-phenylbutyl or 5-phenylpentyl, particularly preferably benzyl, 1- (4-methoxy) -phenyl, 3-phenylpropyl or 1- (2-phenyl) propyl is there.

ヘテロアリールにより置換されている直鎖のまたは分枝のアルキル基は、好ましくは、1−ピリジン−4−イル−メチルである。加えて、ヘテロアリール部分のN原子は−Oにより置換されていてもよい。 The linear or branched alkyl group substituted by heteroaryl is preferably 1-pyridin-4-yl-methyl. In addition, N atom of the heteroaryl moiety is -O - may be replaced by.

5〜6個のC原子を有するシクロアルキルにより置換されている直鎖のまたは分枝のアルキル基は、好ましくは、シクロペンチル−メチル、シクロペンチル−エチル、シクロヘキシル−メチルまたはシクロヘキシル−エチルである。   A straight-chain or branched alkyl group substituted by a cycloalkyl having 5 to 6 C atoms is preferably cyclopentyl-methyl, cyclopentyl-ethyl, cyclohexyl-methyl or cyclohexyl-ethyl.

1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルコキシ基は、O−alkylと定義され、ここでalkylは例えば、6〜10個のC原子を有するアリール、例えばフェニル、ナフチルまたはアントラセニルにより置換されていることができるメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec.−ブチル、tert.−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、xが1;2または3であるx−メチルブチル、xが1;2;3または4であるx−メチルペンチル、xが1;2;3;4または5であるx−メチルヘキシル、xが1、2または3であるx−エチルペンチル、xが1;2;3または4であるx−エチルヘキシル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシルおよびエイコシルである。アリールにより置換されている直鎖のまたは分枝のアルコキシ基は、好ましくはフェニルメトキシ、フェニルエトキシ、フェニルプロポキシまたはフェニルブトキシ、特に好ましくはフェニルメトキシである。   A straight-chain or branched alkoxy group having 1 to 20 C atoms is defined as O-alkyl, where alkyl is, for example, aryl having 6 to 10 C atoms, such as phenyl, naphthyl or anthracenyl. Methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec. -Butyl, tert. -Butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, x-methylbutyl where x is 1; 2 or 3; x-methylpentyl where x is 1; 2; 3 or 4; x is 1; 2; 3; 4 or X-methylhexyl which is 5, x-ethylpentyl where x is 1, 2 or 3; x-ethylhexyl where x is 1; 2; 3 or 4; nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl Hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl and eicosyl. The straight-chain or branched alkoxy group substituted by aryl is preferably phenylmethoxy, phenylethoxy, phenylpropoxy or phenylbutoxy, particularly preferably phenylmethoxy.

5〜6個のC原子を有するシクロアルキルは、シクロペンチルまたはシクロヘキシル、好ましくはシクロヘキシルである。   Cycloalkyl having 5 to 6 C atoms is cyclopentyl or cyclohexyl, preferably cyclohexyl.

1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のヒドロキシアルキル基は、少なくとも1個のHがヒドロキシ基により置換されている、1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基である。   A linear or branched hydroxyalkyl group having 1 to 20 C atoms is a straight or branched chain having 1 to 20 C atoms, wherein at least one H is replaced by a hydroxy group It is an alkyl group.

1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルチオ基は、S−alkylと定義され、ここでalkylは例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec.−ブチル、tert.−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、xが1;2または3であるx−メチルブチル、xが1;2;3または4であるx−メチルペンチル、xが1;2;3;4または5であるx−メチルヘキシル、xが1、2または3であるx−エチルペンチル、xが1;2;3または4であるx−エチルヘキシル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシルおよびエイコシルである。   A straight-chain or branched alkylthio group having 1 to 20 C atoms is defined as S-alkyl, where alkyl is, for example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec. -Butyl, tert. -Butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, x-methylbutyl where x is 1; 2 or 3; x-methylpentyl where x is 1; 2; 3 or 4; x is 1; 2; 3; 4 or X-methylhexyl which is 5, x-ethylpentyl where x is 1, 2 or 3; x-ethylhexyl where x is 1; 2; 3 or 4; nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl Hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl and eicosyl.

6〜10個のC原子を有するアリールオキシ基は、O−Arylと定義され、ここでArylは上で定義される意味を有する。   An aryloxy group having 6 to 10 C atoms is defined as O-Aryl, where Aryl has the meaning defined above.

5〜10個のC原子を有するヘテロアリールは、例えば、2−または3−フリル、2−または3−チエニル、1−、2−または3−ピロリル、1−、2−、4−または5−イミダゾリル、3−、4−または5−ピラゾリル、2−、4−または5−オキサゾリル、3−、4−または5−イソオキサゾリル、2−、4−または5−チアゾリル、3−、4−または5−イソチアゾリル、2−、3−または4−ピリジル、2−、4−、5−または6−ピリミジニル、さらに好ましくは1,2,3−トリアゾール−1−、−4−または−5−イル、1,2,4−トリアゾール−1−、−4−または−5−イル、1−または5−テトラゾリル、1,2,3−オキサジアゾール−4−または−5−イル 1,2,4−オキサジアゾール−3−または−5−イル、1,3,4−チアジアゾール−2−または−5−イル、1,2,4−チアジアゾール−3−または−5−イル、1,2,3−チアジアゾール−4−または−5−イル、2−、3−、4−、5−または6−2H−チオピラニル、2−、3−または4−4H−チオピラニル、3−または4−ピリダジニル、ピラジニル、2−、3−、4−、5−、6−または7−ベンゾフリル、2−、3−、4−、5−、6−または7−ベンゾチエニル、1−、2−、3−、4−、5−、6−または7−1H−インドリル、1−、2−、4−または5−ベンズイミダゾリル、1−、3−、4−、5−、6−または7−ベンゾピラゾリル、2−、4−、5−、6−または7−ベンゾオキサゾリル、3−、4−、5−、6−または7−ベンゾイソオキサゾリル、2−、4−、5−、6−または7−ベンゾチアゾリル、2−、4−、5−、6−または7−ベンゾイソチアゾリル、4−、5−、6−または7−ベンザ−2,1,3−オキサジアゾーリル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−または8−キノリニル、1−、3−、4−、5−、6−、7−または8−イソキノリニル、1−、2−、3−、4−または9−カルバゾリル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−または9−アクリジニル、3−、4−、5−、6−、7−または8−シンノリニルまたは2−、4−、5−、6−、7−または8−キナゾリニルである。   Heteroaryl having 5-10 C atoms is, for example, 2- or 3-furyl, 2- or 3-thienyl, 1-, 2- or 3-pyrrolyl, 1-, 2-, 4- or 5- Imidazolyl, 3-, 4- or 5-pyrazolyl, 2-, 4- or 5-oxazolyl, 3-, 4- or 5-isoxazolyl, 2-, 4- or 5-thiazolyl, 3-, 4- or 5- Isothiazolyl, 2-, 3- or 4-pyridyl, 2-, 4-, 5- or 6-pyrimidinyl, more preferably 1,2,3-triazol-1-, -4- or -5-yl, 1, 2,4-triazol-1-, -4- or -5-yl, 1- or 5-tetrazolyl, 1,2,3-oxadiazol-4- or -5-yl 1,2,4-oxadi Azol-3- or -5-i 1,3,4-thiadiazol-2- or -5-yl, 1,2,4-thiadiazol-3- or -5-yl, 1,2,3-thiadiazol-4- or -5-yl, 2, -, 3-, 4-, 5- or 6-2H-thiopyranyl, 2-, 3- or 4-4H-thiopyranyl, 3- or 4-pyridazinyl, pyrazinyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- or 7-benzofuryl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- or 7-benzothienyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- or 7-1H-indolyl 1-, 2-, 4- or 5-benzimidazolyl, 1-, 3-, 4-, 5-, 6- or 7-benzopyrazolyl, 2-, 4-, 5-, 6- or 7-benzo Oxazolyl, 3-, 4-, 5-, 6- or 7-benzoisoxazolyl, 2- 4-, 5-, 6- or 7-benzothiazolyl, 2-, 4-, 5-, 6- or 7-benzoisothiazolyl, 4-, 5-, 6- or 7-benza-2,1, 3-oxadiazolyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- or 8-quinolinyl, 1-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- or 8-isoquinolinyl, 1-, 2-, 3-, 4- or 9-carbazolyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- or 9-acridinyl, 3- 4-, 5-, 6-, 7- or 8-cinnolinyl or 2-, 4-, 5-, 6-, 7- or 8-quinazolinyl.

本発明の1つの好ましい態様において、式中、
、RおよびRは、互いに独立して、1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル、好ましくは1〜9個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル、特に好ましくはメチルまたはノニルであり、あるいは、
式中、R、RおよびRは縮合して、少なくとも1個のRにより置換されていることができる、1、2または3個のN原子あるいは1個のNおよび1個のSまたは1個のO原子が存在する複素芳香環構造を形成し、好ましくは、少なくとも1個のRにより置換されていることができる、1または2個のN原子が存在する複素芳香環構造を形成し、
あるいは、RおよびRは縮合して、少なくとも1個のRにより置換されていることができる、1、2または3個のN原子あるいは1個のN原子および1個のSまたは1個のO原子が存在する複素脂環式構造を形成し、およびRは1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルであり、好ましくは およびR 縮合して、少なくとも1個のRにより置換されていることができる、1または2個のN原子あるいは1個のN原子および1個のO原子が存在する複素脂環式構造を形成し、およびRは1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルであり、
およびRが上で定義される意味を有する、または下で定義される好ましい意味を有する式Iで表される化合物が、本発明により使用されうる。
In one preferred embodiment of the invention, wherein
R 1 , R 2 and R 3 independently of one another are linear or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, preferably linear or branched having 1 to 9 C atoms Alkyl, particularly preferably methyl or nonyl, or
In which R 1 , R 2 and R 3 are condensed and can be substituted by at least one R, 1, 2 or 3 N atoms or 1 N and 1 S or Forms a heteroaromatic ring structure in which one O atom is present, preferably forms a heteroaromatic ring structure in which one or two N atoms are present, which can be substituted by at least one R. ,
Alternatively, R 1 and R 2 can be fused and substituted with at least one R, 1, 2 or 3 N atoms or 1 N atom and 1 S or 1 Forms a heteroalicyclic structure in which an O atom is present, and R 3 is a linear or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, preferably R 1 and R 2 are condensed, 1 or 2 N atoms or 1 N atom and 1 O atom can be substituted by at least one R to form a heteroalicyclic structure, and R 3 is 1 Linear or branched alkyl having ˜4 C atoms,
Compounds of formula I, wherein R and R have the meanings defined above or have the preferred meanings defined below, can be used according to the present invention.

Rは独立して、好ましくは、1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル、これは5〜6個のC原子を有するシクロアルキルまたは6〜10個のC原子を有するアリール、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基によりあるいは5または6個のC原子を有するヘテロアリールにより置換されててもよく、〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルケニル、これは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができ、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基により置換されていてもよい、6〜10個のC原子を有するアリール、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基またはアルコキシ基により、あるいは5または6個のC原子を有するヘテロアリールにより置換されていてもよい、あるいは1〜20個のC原子を有するジアルキルアミノである。
R is independently preferably straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, which is cycloalkyl having 5 to 6 C atoms or 6 to 10 C atoms aryl, wherein the aryl group may be substituted by a heteroaryl having a linear or branched alkyl group or by 5 or 6 C atoms having 1 to 4 C atoms, 2 to 20 Linear or branched alkenyl having 1 C atom, which can be substituted by aryl having 6 to 10 C atoms, wherein the aryl group contains 1 to 4 C atoms An aryl having 6 to 10 C atoms, optionally substituted by a linear or branched alkyl group having, wherein the aryl group is a linear or branched having 1 to 4 C atoms Alkyl group or The Kokishi group, or may be substituted by a heteroaryl having 5 or 6 C atoms, or a dialkylamino having 1 to 20 C atoms.

Rは独立して、特に好ましくは1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルであり、これは6〜10個のC原子を有するアリールまたは1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のジアルキルアミノにより置換されていることができる。   R is independently particularly preferably straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, which is aryl having 6 to 10 C atoms or 1 to 20 C atoms. It can be substituted by linear or branched dialkylamino having.

1〜20個のC原子を有するジアルキルアミノは、それぞれのアルキル基が互いに独立して前に定義される1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルであるジアルキルアミノ基と定義される。   A dialkylamino having 1 to 20 C atoms is a dialkylamino group in which each alkyl group is a straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms as defined above independently of each other Defined.

Rの定義のうち、1〜20個のC原子を有する非置換の直鎖のまたは分枝のアルキル基は、好ましくはメチル、n−ブチル、tert.−ブチルまたは1−(2,2−ジメチル)−プロピルである。   Of the definitions of R, unsubstituted straight-chain or branched alkyl groups having 1 to 20 C atoms are preferably methyl, n-butyl, tert. -Butyl or 1- (2,2-dimethyl) -propyl.

Rの定義のうち、ジアルキルアミノ基は、好ましくは、互いに独立して1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル、特に好ましくはメチル基である、アルキル基を有する。   Within the definition of R, the dialkylamino group preferably has an alkyl group which is, independently of one another, straight-chain or branched alkyl having 1 to 4 C atoms, particularly preferably a methyl group.

式中R’がピリジン環の4位に配置される式IIaで表される化合物が好ましい。R’は好ましくはHまたはRであり、式中RはC(O)H、1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル、これは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができ、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基またはアルコキシ基により置換されていてもよい、1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のヒドロキシアルキル、1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルコキシ、これは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができる、6〜10個のC原子を有するアリールあるいは1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルアミノまたはジアルキルアミノの意味を有する。式II内のRは好ましくは、1〜9個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルであり、これはフェニルにより置換されていることができる、1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のヒドロキシアルキル、1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルコキシ、これはフェニルにより置換されていることができる、フェニルあるいは1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のジアルキルアミノである。式IIa内のRは、特に好ましくはメチル、tert.−ブチル、ジメチルアミノ、フェニルプロピル、ベンジルオキシ、フェニルまたはヒドロキシメチルである。   Preference is given to compounds of the formula IIa in which R ′ is located at the 4-position of the pyridine ring. R ′ is preferably H or R, wherein R is C (O) H, straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, which has 6 to 10 C atoms. Can be substituted by aryl, wherein the aryl group is substituted by a linear or branched alkyl or alkoxy group having 1 to 4 C atoms, 1-20 Linear or branched hydroxyalkyl having C atoms, linear or branched alkoxy having 1 to 20 C atoms, which is substituted by aryl having 6 to 10 C atoms Having the meaning of aryl having 6 to 10 C atoms or straight-chain or branched alkylamino or dialkylamino having 1 to 20 C atoms. R in formula II is preferably straight-chain or branched alkyl having 1 to 9 C atoms, which has 1 to 4 C atoms, which can be substituted by phenyl Linear or branched hydroxyalkyl, linear or branched alkoxy having 1 to 4 C atoms, which may be substituted by phenyl, phenyl or 1 to 4 C atoms It has a linear or branched dialkylamino. R in formula IIa is particularly preferably methyl, tert. -Butyl, dimethylamino, phenylpropyl, benzyloxy, phenyl or hydroxymethyl.

式中、置換基R’がキノリン環の4、5、6または7位に配置される式IIbで表される化合物が好ましい。R’は好ましくはHまたはRであり、式中Rが、1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル、これは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができ、ここで該アリールは1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基またはアルコキシ基により置換されていてもよい、1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のヒドロキシアルキル、1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルコキシ、これは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができる、6〜10個のC原子を有するアリール、あるいは1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルアミノまたはジアルキルアミノ、の意味を有する。式IIb内において、R’は好ましくはHである。   Preference is given to compounds of the formula IIb in which the substituent R ′ is located at the 4, 5, 6 or 7 position of the quinoline ring. R ′ is preferably H or R, wherein R is substituted by straight or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, which is substituted by aryl having 6 to 10 C atoms. Where the aryl is a straight chain having 1 to 20 C atoms, optionally substituted by a straight chain or branched alkyl group or alkoxy group having 1 to 4 C atoms. Or branched hydroxyalkyl, linear or branched alkoxy having 1 to 20 C atoms, which can be substituted by aryl having 6 to 10 C atoms, 6 to 10 It has the meaning of aryl having 1 C atom, or straight-chain or branched alkylamino or dialkylamino having 1 to 20 C atoms. Within formula IIb, R 'is preferably H.

式中、R’がHであり、およびRが独立してH、1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルであり、これは5〜6個のC原子を有するシクロアルキルまたは6〜10個のC原子を有するアリールにより、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基またはアルコキシ基により置換されていることができ、あるいは5〜6個のC原子を有するヘテロアリールにより置換されていることができる、式IIcで表される化合物が好ましい。式IIc内において、Rは好ましくはH、1〜9個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル、これはシクロヘキシルまたはフェニルにより置換されていることができ、ここで該フェニル基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基またはアルコキシ基により置換されていてもよい、であり;Rは特に好ましくは、H、メチル、tert.−ブチル、n−ヘプチル、フェニルメチル、メトキシフェニルメチル、2−フェニルプロピルまたはシクロヘキシルメチルである。
In which R ′ is H and R x is independently H, straight or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, which has 5 to 6 C atoms. By cycloalkyl or aryl having 6 to 10 C atoms, the aryl group can be substituted by a linear or branched alkyl or alkoxy group having 1 to 4 C atoms. Or compounds of formula IIc, which can be substituted by heteroaryl having 5 to 6 C atoms, are preferred . Within formula IIc, R x is preferably H, linear or branched alkyl having 1 to 9 C atoms, which can be substituted by cyclohexyl or phenyl, where the phenyl group is Which may be substituted by a linear or branched alkyl or alkoxy group having 1 to 4 C atoms; R x is particularly preferably H, methyl, tert. -Butyl, n-heptyl, phenylmethyl, methoxyphenylmethyl, 2-phenylpropyl or cyclohexylmethyl.

式中R’が好ましくはHまたはRであり、ここでRが1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル、これは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができ、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基またはアルコキシ基により置換されていてもよく、1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のヒドロキシアルキル、1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルコキシ、これは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができる、6〜10個のC原子を有するアリールまたは1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルアミノまたはジアルキルアミノであり、およびRは独立して、H、1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル、これは5〜6個のC原子を有するシクロアルキルまたは6〜10個のC原子を有するアリールにより、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基またはアルコキシ基により置換されていてもよい、あるいは5または6個のC原子を有するヘテロアリールにより置換されていることができる、である、式IIdで表される化合物が好ましい。式IId内において、R’は好ましくはHである。式IId内において、Rは好ましくはH、1〜9個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル、これはシクロヘキシルまたはフェニルにより置換されていることができ、ここで該フェニル基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基またはアルコキシにより置換されていてもよい、であり;Rは特に好ましくは、H、メチル、tert.−ブチル、n−ヘプチル、フェニルメチル、メトキシフェニルメチル、2−フェニルプロピルまたはシクロヘキシルメチルである。 Wherein R ′ is preferably H or R, where R is substituted by straight or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, which is substituted by aryl having 6 to 10 C atoms. Wherein the aryl group may be substituted by a linear or branched alkyl or alkoxy group having 1 to 4 C atoms and having 1 to 20 C atoms Straight-chain or branched hydroxyalkyl, straight-chain or branched alkoxy having 1 to 20 C atoms, which can be substituted by aryl having 6 to 10 C atoms, 6 Aryl having 10 C atoms or linear or branched alkylamino or dialkylamino having 1-20 C atoms, and R x is independently H, 1-20 C Have atoms Chain or branched alkyl, which is a cycloalkyl having 5 to 6 C atoms or an aryl having 6 to 10 C atoms, wherein the aryl group is a straight chain having 1 to 4 C atoms. A compound of formula IId, which may be substituted by a chain or branched alkyl or alkoxy group, or may be substituted by a heteroaryl having 5 or 6 C atoms Is preferred. Within formula IId, R ′ is preferably H. Within formula IId, R x is preferably H, linear or branched alkyl having 1 to 9 C atoms, which can be substituted by cyclohexyl or phenyl, where the phenyl group is Which may be substituted by a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 4 C atoms or alkoxy; R x is particularly preferably H, methyl, tert. -Butyl, n-heptyl, phenylmethyl, methoxyphenylmethyl, 2-phenylpropyl or cyclohexylmethyl.

式中R’がHでありおよびR’’’がH、1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルまたはアルコキシまたは5または6個のC原子を有するヘテロアリールである、式IIeで表される化合物が好ましい。式IIe内において、R’’’は好ましくは、H、メチル、エチル、tert.−ブチル、メトキシ、エトキシまたはピリジルであり;R’’’は特に好ましくはHである。   Wherein R ′ is H and R ′ ″ is H, straight or branched alkyl or alkoxy having 1 to 4 C atoms or heteroaryl having 5 or 6 C atoms, Preference is given to compounds of the formula IIe. Within Formula IIe, R "" is preferably H, methyl, ethyl, tert. -Butyl, methoxy, ethoxy or pyridyl; R '' 'is particularly preferably H.

式中R’がHであり、およびRが独立してHまたは1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルである、式IIfで表される化合物が好ましい。式IIf内において、Rは好ましくはH、メチル、エチルまたはtert.−ブチルであり:Rは特に好ましくはHである。 Preference is given to compounds of the formula IIf, in which R ′ is H and R * is independently H or straight-chain or branched alkyl having 1 to 4 C atoms. Within formula IIf, R * is preferably H, methyl, ethyl or tert. -Butyl: R * is particularly preferably H.

式中R’がHまたはRであり、ここでRは1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルの意味を有する、式IIgで表される化合物が好ましい。式IIg内において、R’は好ましくはHである。   Preference is given to compounds of the formula IIg in which R 'is H or R, where R has the meaning of straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms. Within formula IIg, R 'is preferably H.

式中R’がHまたはR、ここでRは1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルの意味を有する、であり、XはCH、OまたはNRであり、およびR’’は1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルである、式IIIaで表される化合物が好ましい。式IIIa内において、R’は好ましくはHである。式IIIa内において、Xは好ましくはOである。式IIIa内において、R’’’は好ましくはメチル、エチル、n−プロピルまたはn−ブチルであり;R’’は特に好ましくはメチルである。 Wherein R ′ is H or R, wherein R has the meaning of a straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, X is CH 2 , O or NR, and Preference is given to compounds of the formula IIIa in which R ″ is straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms. Within Formula IIIa, R ′ is preferably H. Within formula IIIa, X is preferably O. Within formula IIIa, R ″ ′ is preferably methyl, ethyl, n-propyl or n-butyl; R ″ is particularly preferably methyl.

式中R’がHであり、およびR’’が独立して1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルである、式IIIbで表される化合物が好ましい。式IIIb内において、R’’は好ましくは独立してメチル、エチル、n−プロピルまたはn−ブチルであり;R’’は特に好ましくはメチルである。   Preference is given to compounds of the formula IIIb in which R 'is H and R "is independently straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms. Within formula IIIb, R ″ is preferably independently methyl, ethyl, n-propyl or n-butyl; R ″ is particularly preferably methyl.

式中R’がHまたはRであり、ここでRは1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルの意味を有し、およびR’’が1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルである、式IIIcで表される化合物が好ましい。式IIIc内において、R’は好ましくはHである。式IIIc内において、R’’は好ましくはメチル、エチル、n−プロピルまたはn−ブチルであり;R’’は特に好ましくはメチルである。   In which R ′ is H or R, wherein R has the meaning of straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, and R ″ is 1 to 20 C atoms. Preference is given to compounds of the formula IIIc which are straight-chain or branched alkyl having the formula Within Formula IIIc, R 'is preferably H. Within formula IIIc, R ″ is preferably methyl, ethyl, n-propyl or n-butyl; R ″ is particularly preferably methyl.

式中R’がHまたはR、ここでRは1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルの意味を有する、であり、YがCH、N、NRまたはN−Oである、式IIIdで表される化合物が好ましい。式IIId内において、R’は好ましくはHである。式IIId内において、Yは好ましくはCH、NまたはN−Oである。 Wherein R ′ is H or R, wherein R has the meaning of linear or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, and Y is CH, N, N + R or N + -O - a compound of formula IIId are preferred. Within formula IIId, R ′ is preferably H. In the formula IIId, Y is preferably CH, N or N + -O - a.

上に記載される式Iで表される化合物に対する好ましい化合物としての式IIa、IIb、IIc、IId、IIe、IIf、IIg、IIIa、IIIb、IIIcおよびIIIdで表される化合物のうち、式IIa、IIc、IIdおよびIIIaで表される化合物が特に好ましく、ならびに式IIa、IIdおよびIIIaで表される化合物が非常に特に好ましい。   Of the compounds of formulas IIa, IIb, IIc, IId, IIe, IIf, IIg, IIIa, IIIb, IIIc and IIId as preferred compounds for the compounds of formula I described above, of formula IIa, Compounds represented by IIc, IId and IIIa are particularly preferred, and compounds represented by formulas IIa, IId and IIIa are very particularly preferred.

式Iで表される化合物は以下の群の化合物、例えば
ピリジン−N−オキシド、4−メチル−ピリジン−N−オキシド、4−tert.−ブチル−ピリジン−N−オキシド、4−(ジメチルアミノ)ピリジン−N−オキシド、N−メチル−モルホリン−N−オキシド、4−(1−フェニルプロピル)−ピリジン−N−オキシド、4−(フェニルメトキシ)ピリジン−N−オキシド、ピラジン−N−オキシド、4−(フェニル)−ピリジン−N−オキシド、4−(ヒドロキシメチル)−ピリジン−N−オキシド、4−(ホルミル)−ピリジン−N−オキシド、トリメチルアミノ−N−オキシド、ジメチル−ノニル−アミン−N−オキシド、N−n−ブチル−ベンズイミダゾール−3−オキシド、N−ベンジル−ベンズイミダゾール−3−オキシド、N−[(4−メトキシフェニル)メチル]−ベンズイミダゾール−3−オキシド、N−(2−フェニルプロピル)−ベンズイミダゾール−3−オキシド、N−[(2’,2’−ジメチル)プロピ)]−ベンズイミダゾール−3−オキシド、N−(シクロヘキシルメチル)−ベンズイミダゾール−3−オキシドまたはN−n−ヘプチル−ベンズイミダゾール−3−オキシドなどにより表される。
Compounds of formula I include the following groups of compounds such as pyridine-N-oxide, 4-methyl-pyridine-N-oxide, 4-tert. -Butyl-pyridine-N-oxide, 4- (dimethylamino) pyridine-N-oxide, N-methyl-morpholine-N-oxide, 4- (1-phenylpropyl) -pyridine-N-oxide, 4- (phenyl) Methoxy) pyridine-N-oxide, pyrazine-N-oxide, 4- (phenyl) -pyridine-N-oxide, 4- (hydroxymethyl) -pyridine-N-oxide, 4- (formyl) -pyridine-N-oxide , Trimethylamino-N-oxide, dimethyl-nonyl-amine-N-oxide, Nn-butyl-benzimidazole-3-oxide, N-benzyl-benzimidazole-3-oxide, N-[(4-methoxyphenyl ) Methyl] -benzimidazole-3-oxide, N- (2-phenylpropyl) -benzimidazo Ru-3-oxide, N-[(2 ′, 2′-dimethyl) propi)]-benzimidazole-3-oxide, N- (cyclohexylmethyl) -benzimidazole-3-oxide or Nn-heptyl-benz It is represented by imidazole-3-oxide or the like.

本発明はさらに、上に記載されるまたは好ましく記載される式Iで表される少なくとも1種の化合物を、レドックス活性種、例えばヨウ化物/三ヨウ化物など、またはCo(II)/Co(III)複合体対、例えばCo(II)/Co(III)(dbbip)、式中dbbipは2,6−ビス(1’−ブチルベンズイミダゾール−2’−イル)ピリジンを意味する、Co(II)/Co(III)(bpy)ここでbpyはビピリジンまたはそのアルキル化ビピリジン誘導体を示す、などとともに含む電解質処方物に関し、対アニオンは、パークロラート、フルオロパーフルオロアルキルリン酸塩、例えばパーフルオロエチルペンタフルオロリン酸塩など、または(フルオロ)シアノホウ酸塩、特にテトラシアノホウ酸塩、好ましくはヨウ化物および少なくとも1種のヨウ化物塩のレドックス対である。この電解質処方物は、色素増感太陽電池の電解質として使用されうる。 The present invention further relates to at least one compound of the formula I described above or preferably described as redox active species, such as iodide / triiodide, or Co (II) / Co (III ) Complex pairs such as Co (II) / Co (III) (dbbip) 2 , where dbbip means 2,6-bis (1′-butylbenzimidazol-2′-yl) pyridine, Co (II ) / Co (III) (bpy) 3 where bpy represents bipyridine or an alkylated bipyridine derivative thereof, etc., and the counter anion includes perchlorate, fluoroperfluoroalkyl phosphate, eg perfluoroethyl Pentafluorophosphate or the like, or (fluoro) cyanoborate, especially tetracyanoborate, preferably It is a redox pair of iodide and at least one iodide salt. This electrolyte formulation can be used as an electrolyte in a dye-sensitized solar cell.

上に記載されるまたは好ましく記載される、本発明の添加剤を含む本発明による電解質処方物は、色素増感太陽電池に対する電解質処方物の分野において既知の電解質処方物に対する代替物または改良物である。本発明の添加剤を使用する場合、かかる電解質処方物は、同等のまたは増加した電力変換効率を示し、現行の既知の添加剤、例えばtert−ブチル−ピリジンの不利を回避する。上に記載されるまたは好ましく記載される式Iで表される本発明の添加剤は、開回路電圧(VOC)、およびそれゆえ上に定義される色素増感太陽電池の電力変換効率を増加させる。
It is is is or wherein preferably described above, the electrolyte formulation according to the invention containing the additives of the invention is a substitute or improvements therein to the known electrolyte formulations in the field of the electrolyte formulation for a dye-sensitized solar cell There is . When using the additives of the present invention, such electrolyte formulations exhibit comparable or increased power conversion efficiency and avoid the disadvantages of current known additives such as tert-butyl-pyridine. The additive of the invention of formula I described above or preferably described increases the open circuit voltage (V oc ) and hence the power conversion efficiency of the dye-sensitized solar cell as defined above Let

化学において、電解質は、物質を導電性とせしめる自由イオンを含有する任意の物質である。最も典型的な電解質はイオン溶液であるが、溶融電解質および固体電解質もまた可能である。
それゆえ本発明による電解質処方物は、基本的には溶解または溶融状態で存在する少なくとも1種の物質の存在がゆえ、導電性媒体であり、つまりイオン種の動きを介する導電性を支持する。しかし、かかる導電性は、色素増感太陽電池の電解質の役割に対し、大いには関連しないかもしれない。それゆえ、本発明の範囲は高度に伝導性の電解質媒体には限定されない。
In chemistry, an electrolyte is any substance that contains free ions that make the substance conductive. The most typical electrolyte is an ionic solution, but molten and solid electrolytes are also possible.
Therefore, the electrolyte formulation according to the present invention is basically a conductive medium because of the presence of at least one substance present in the dissolved or molten state, ie it supports conductivity through the movement of ionic species. However, such conductivity may not be highly relevant to the electrolyte role of dye-sensitized solar cells. Therefore, the scope of the present invention is not limited to highly conductive electrolyte media.

電解質の用語は、電解質処方物に対して開示される全ての原料を十分に含む電解質処方物の用語に対して用いられ得る。   The term electrolyte can be used for an electrolyte formulation term that fully includes all of the ingredients disclosed for the electrolyte formulation.

上に記載されるまたは好ましく記載される式Iで表される少なくとも1種の化合物は、典型的に、電解質処方物内において0.01〜30重量%(%w/w)の、好ましくは0.1〜20重量%の、より好ましくは1〜10重量%の範囲の濃度で用いられる。   The at least one compound of formula I described above or preferably described is typically 0.01 to 30% by weight (% w / w), preferably 0, in the electrolyte formulation. Used at a concentration in the range of 1 to 20% by weight, more preferably 1 to 10% by weight.

典型的なモル濃度は0.8〜10M、好ましくは2〜5Mである。電解質におけるこのモル濃度は、前に記載されるまたは好ましく記載される、式Iで表される1種または2種以上の化合物を以って達成され得る。
本発明の目的に対し、モル濃度は25℃での濃度に言及する。
Typical molar concentrations are 0.8-10M, preferably 2-5M. This molar concentration in the electrolyte can be achieved with one or more compounds of formula I as described above or preferably described.
For the purposes of the present invention, molarity refers to the concentration at 25 ° C.

本発明の電解質処方物は、ヨウ素(I)を含む。好ましくは、それは、0.01〜50重量%、より好ましくは0.1〜20重量%、および最も好ましくは1〜10重量%のIを含む。 The electrolyte formulation of the present invention contains iodine (I 2 ). Preferably, it is 0.01 to 50 wt%, more preferably 0.1 to 20 wt%, and most preferably from 1 to 10% by weight of I 2.

ヨウ化物塩は、無機または有機のカチオンおよびアニオンとしてのIからなる。カチオンの種類には限定は存在しない。しかし、特にDSCに対する、電解質処方物における異なるカチオンの量を限定するために、有機カチオン、例えば四級窒素原子を含む有機化合物、好ましくはピリジニウム、イミダゾリウム、トリアゾリウム、ピロリジニウムまたはモルホリニウムなどの環状有機カチオンを含む有機化合物などが用いられ得る。 Iodide salt, I as inorganic or organic cations and anions - consists. There is no limitation on the type of cation. However, to limit the amount of different cations in the electrolyte formulation, especially for DSC, organic cations, eg organic compounds containing quaternary nitrogen atoms, preferably cyclic organic cations such as pyridinium, imidazolium, triazolium, pyrrolidinium or morpholinium Organic compounds containing can be used.

好ましくは、電解質処方物は、有機カチオンが独立して群
式中、置換基
2’およびR3’はそれぞれ、互いに独立してHまたは1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルを示し、
1’およびR4’はそれぞれ、互いに独立して、
1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル、これは任意に部分的にフッ素化またはパーフッ素化されていてもよい、
2〜20個のC原子および1または2個以上の二重結合を有する直鎖のまたは分枝のアルケニル、これは任意に部分的にフッ素化されていてもよい、
2〜20個のC原子および1または2個以上の三重結合を有する直鎖のまたは分枝のアルキニル、これは任意に部分的にフッ素化されていてもよい、
を示す、
から選択される、少なくとも1種のヨウ化物塩を含む。
Preferably, the electrolyte formulation is a group of organic cations independently.
In which the substituents R 2 ′ and R 3 ′ each independently represent H or straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms,
R 1 ′ and R 4 ′ are each independently of each other,
Linear or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, which may optionally be partially fluorinated or perfluorinated,
A linear or branched alkenyl having 2 to 20 C atoms and one or more double bonds, which may optionally be partially fluorinated,
A straight-chain or branched alkynyl having 2 to 20 C atoms and one or more triple bonds, which may optionally be partially fluorinated,
Showing,
At least one iodide salt selected from:

少なくとも1種のヨウ化物塩の特に好ましい例は、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムヨウ化物(emim I)、1−プロピル−3−メチルイミダゾリウムヨウ化物(pmim I)、1−ブチル−3−メチル−イミダゾリウムヨウ化物(bmim I)、1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムヨウ化物(hmim I)、1,3−ジメチル−イミダゾリウムヨウ化物(mmim I)、1−アリル−3−メチルイミダゾリウムヨウ化物(amim I)、N−ブチル−N−メチル−ピロリジニウムヨウ化物(bmpl I)またはN,N−ジメチル−ピロリジニウムヨウ化物(mmpl I)である。   Particularly preferred examples of at least one iodide salt are 1-ethyl-3-methylimidazolium iodide (emim I), 1-propyl-3-methylimidazolium iodide (pmim I), 1-butyl-3 -Methyl-imidazolium iodide (bmim I), 1-hexyl-3-methylimidazolium iodide (hmim I), 1,3-dimethyl-imidazolium iodide (mmim I), 1-allyl-3-methyl It is imidazolium iodide (amim I), N-butyl-N-methyl-pyrrolidinium iodide (bmpl I) or N, N-dimethyl-pyrrolidinium iodide (mmpl I).

電解質処方物の他の成分は、さらに下に示される、1種または数種のさらなる塩または溶媒または添加剤である。   Another component of the electrolyte formulation is one or several additional salts or solvents or additives as further indicated below.

前に記載されるまたは好ましく記載される、式Iで表される本発明の添加剤を含む電解質処方物が2成分系である場合、それは上に記載される2種の塩、1種のさらなる塩および1種のヨウ化物塩を含む。電解質処方物が3成分系である場合、それは上に記載される2種のさらなる塩およびヨウ化物塩あるいは1種のさらなる塩および2種のヨウ化物塩を含む。2成分系は、上に記載される、90〜20重量%、好ましくは70〜25重量%、より好ましくは55〜35重量%のさらなる塩および10〜80重量%、好ましくは30〜75重量%またはより好ましくは45〜65重量%のヨウ化物塩を含む。この段落における百分率は、本発明の電解質処方物に存在する合計の塩(=100重量%)に関して表現される。   When the electrolyte formulation comprising the additive of the invention of formula I, described previously or preferably described, is a two-component system, it consists of the two salts described above, one further Salt and one iodide salt. When the electrolyte formulation is a ternary system, it contains two additional salts and iodide salts as described above or one additional salt and two iodide salts. The two component system is 90-20% by weight, preferably 70-25% by weight, more preferably 55-35% by weight of additional salt and 10-80% by weight, preferably 30-75% by weight, as described above. Or more preferably, it contains 45 to 65% by weight iodide salt. The percentages in this paragraph are expressed in terms of the total salt (= 100% by weight) present in the electrolyte formulation of the present invention.

さらなる、下に示される一般的に任意の成分(添加剤)、例えば非共有電子対を有するN含有化合物、溶媒、ポリマー、およびナノ粒子などの量は、そこには考慮されない。同じ百分率を3成分系または4成分系に適用し、これはさらなる塩の合計が一定の範囲で用いられなければならないことを意味し、例えば2つのさらなるイオン液体は、本発明の電解質処方物中において例えば90〜20重量%で含有される。   The amounts of further optional components (additives) shown below, such as N-containing compounds having unshared electron pairs, solvents, polymers, and nanoparticles are not considered there. The same percentage applies to ternary or quaternary systems, which means that the sum of the additional salts must be used in a certain range, for example two additional ionic liquids are present in the electrolyte formulation of the invention. In, for example, 90 to 20% by weight.

本発明のもう1つの態様によると、電解質処方物は、四級窒素を含む有機カチオンおよびハロゲン化物イオン、例えばF、Cl、I、多ハロゲン化物イオン、フルオロアルカンスルホナート、フルオロアルカンカルボキシラート、トリ(フルオロアルキルスルホニル)メチド、ビス(フルオロアルキルスルホニル)イミド、ビス(フルオルスルホニル)イミド、ニトラート、ヘキサフルオロリン酸、トリス−、ビス−およびモノ−(フルオロアルキル)フルオロホスファート、テトラフルオロボラート、ジシアナミド、トリシアノメチド、テトラシアノボラート、チオシアナート、アルキルスルホナートまたはアルキルスルファートなどから選択されるアニオンとの少なくとも1種のさらなる塩を、1〜20個のC原子を有するフルオロアルカン、好ましくはパーフッ素化された、1〜20個のC原子を有するフルオロアルキルおよび1〜20個のC原子を有するアルキルとともに含有する。フルオロアルカンまたはフルオロアルキルは、好ましくはパーフッ素化されている。 According to another aspect of the present invention, the electrolyte formulation comprises an organic cation and halide ion containing quaternary nitrogen, such as F , Cl , I , polyhalide ion, fluoroalkanesulfonate, fluoroalkanecarboxyl. , Tri (fluoroalkylsulfonyl) methide, bis (fluoroalkylsulfonyl) imide, bis (fluorosulfonyl) imide, nitrate, hexafluorophosphoric acid, tris-, bis- and mono- (fluoroalkyl) fluorophosphate, tetra At least one further salt with an anion selected from fluoroborate, dicyanamide, tricyanomethide, tetracyanoborate, thiocyanate, alkylsulfonate or alkylsulfate is added to a fluorine having 1 to 20 C atoms. Oroarukan, preferably a perfluorinated, containing with alkyl having fluoroalkyl and 1-20 C atoms with 1 to 20 C atoms. The fluoroalkane or fluoroalkyl is preferably perfluorinated.

好ましくは、さらなる塩は、チオシナートまたはテトラシアノボラートなどのアニオンを含む塩から選択され、特に好ましいさらなる塩はテトラシアノボラートである。   Preferably, the further salt is selected from salts containing anions such as thiocinate or tetracyanoborate, a particularly preferred further salt is tetracyanoborate.

少なくとも1種のさらなる塩のまたは好ましいさらなる塩のカチオンは、とりわけ四級窒素原子を含む有機化合物、好ましくはピロリジニウム、イミダゾリウム、トリアゾリウム、ピロリジニウムまたはモルホリニウムなどの環状有機カチオンの間から選択される。
本発明のもう1つの態様において、グアニジン塩を本発明の電解質処方物へと添加してもよい。
The cation of at least one further salt or a preferred further salt is selected among organic compounds containing quaternary nitrogen atoms, preferably cyclic organic cations such as pyrrolidinium, imidazolium, triazolium, pyrrolidinium or morpholinium.
In another embodiment of the present invention, a guanidine salt may be added to the electrolyte formulation of the present invention.

時にイオン液体として特徴付けられる、ヨウ化物塩およびさらなる塩の以下の組み合わせが好ましい:
a) pmim Iおよびemim TCB(1−プロピル−3−メチルイミダゾリウム ヨウ化物および1−エチル−3−メチルイミダゾリウム テトラシアノホウ酸塩)
b) pmim I、チオシアン酸グアニジンおよびemim TCB
c) mmim I、emim Iおよびemim TCB
d) mmim I、emimI チオシアン酸グアニジンおよびemim TCB
e) mmim I、pmimI、チオシアン酸グアニジンおよびemim TCB
f) mmim I、amimI、チオシアン酸グアニジンおよびemim TCB
The following combinations of iodide salts and further salts, sometimes characterized as ionic liquids, are preferred:
a) pmim I and emim TCB (1-propyl-3-methylimidazolium iodide and 1-ethyl-3-methylimidazolium tetracyanoborate)
b) pmim I, guanidine thiocyanate and emim TCB
c) mmim I, emim I and emim TCB
d) mmim I, emimI guanidine thiocyanate and emim TCB
e) mmim I, pmimI, guanidine thiocyanate and emim TCB
f) mmim I, amimI, guanidine thiocyanate and emim TCB

本発明の電解質処方物は、前に記載されるまたは好ましく記載される、式Iで表される本発明の化合物に加えて、さらなる添加剤として非共有電子対を有する窒素原子を含有する少なくとも1種の化合物、またはtert.−ブチル−ピリジンをさらに含んでもよい。かかる化合物の例はEP 0 986 079 A2において、2頁40~55行に開始して、および再び3頁14行から7頁54行にまで及んで見られることができ、これを明示的に参照により本明細書中に組み込む。非共有電子対を有する化合物の好ましい例は、イミダゾールおよびその誘導体を、特にベンズイミダゾールおよびその誘導体を含む。   The electrolyte formulation of the present invention contains at least one nitrogen atom having an unshared electron pair as a further additive in addition to the compound of the present invention of formula I as described or preferably described above. Seed compounds, or tert. -Butyl-pyridine may also be included. Examples of such compounds can be found in EP 0 986 079 A2, starting on page 2, line 40-55, and again extending from page 3, line 14 to page 7, line 54, explicitly referred to Are incorporated herein by reference. Preferred examples of compounds having unshared electron pairs include imidazole and its derivatives, in particular benzimidazole and its derivatives.

本発明の電解質処方物は、有機溶媒を含んでもよい。好ましくは、本発明の電解質処方物は、50%未満の有機溶媒を含む。特に好ましくは、電解質処方物は、40%未満の、より好ましくは30%未満の、なおより好ましくは20%未満のおよびなおさらより好ましくは10%未満含む。最も好ましくは、電解質処方物は5%未満の有機溶媒を含む。例えば、有機溶媒を実質的に含まない。百分率は重量%に基づいて示される。   The electrolyte formulation of the present invention may include an organic solvent. Preferably, the electrolyte formulation of the present invention comprises less than 50% organic solvent. Particularly preferably, the electrolyte formulation comprises less than 40%, more preferably less than 30%, even more preferably less than 20% and even more preferably less than 10%. Most preferably, the electrolyte formulation comprises less than 5% organic solvent. For example, it is substantially free of organic solvents. Percentages are given based on weight percent.

有機溶媒は、上に示されるかかる量で存在する場合、文献に開示されるものから選択してもよい。好ましくは、溶媒は、もし存在するならば、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、炭酸ブチレン、γ−ブチルラクトン、γ−バレロラクトン、グルタロニトリル、アジポニトリル、N−メチルオキサゾリジノン、N−メチルピロリジノン、N,N’−ジメチルイミダゾリジノン、N,N−ジメチルアセトアミド、環状尿素、好ましくは1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンまたは1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン、グリム類、好ましくはテトラグリム、スルホラン、例えば2−エタンスルホニル−プロパン、1−エタンスルホニル−2−メチル−プロパンまたは2−(プロパン−2−スルホニル)−ブタンなど好ましくは非対称的に置換されたスルホン類、3−メチルスルホラン、ジメチルスルホキシド、トリメチルリン酸塩およびメトキシ置換ニトリル類など、160℃よりも高い、より好ましくは190℃より高い沸点を有する。他の有用な溶媒は、アセトニトリル、ベンゾニトリルおよびまたはバレロニトリルである。   Organic solvents may be selected from those disclosed in the literature when present in such amounts as indicated above. Preferably, the solvent, if present, is propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyllactone, γ-valerolactone, glutaronitrile, adiponitrile, N-methyloxazolidinone, N-methylpyrrolidinone, N, N '-Dimethylimidazolidinone, N, N-dimethylacetamide, cyclic urea, preferably 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone or 1,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2 (1H ) -Pyrimidinone, glymes, preferably tetraglyme, sulfolane, such as 2-ethanesulfonyl-propane, 1-ethanesulfonyl-2-methyl-propane or 2- (propane-2-sulfonyl) -butane, preferably asymmetrically Substituted sulfones, 3-methyl sulfolane, dimethyl sulfo Such as xoxides, trimethyl phosphates and methoxy substituted nitriles have boiling points higher than 160 ° C, more preferably higher than 190 ° C. Other useful solvents are acetonitrile, benzonitrile and / or valeronitrile.

溶媒が電解質処方物に存在する場合、ゲル化剤としてポリマーがさらに含まれていてもよく、ここで該ポリマーは、ポリビニリデンフルオリド、ポリビニリデン−ヘキサフルロプロピレン、ポリビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、ナフィオン、ポリエレンオキシド、ポリメチルメタクリラート、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンである。これらのポリマーを電解質処方物へと添加する目的は、液体電解質を擬固形または固形電解質とし、このようにして、特に経時の間の、溶媒残留を改善する。   If a solvent is present in the electrolyte formulation, it may further include a polymer as a gelling agent, where the polymer is polyvinylidene fluoride, polyvinylidene-hexafluoropropylene, polyvinylidene-hexafluoropropylene- They are chlorotrifluoroethylene copolymer, Nafion, polyylene oxide, polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile, polypropylene, polystyrene, polybutadiene, polyethylene glycol, polyvinyl pyrrolidone, polyaniline, polypyrrole, and polythiophene. The purpose of adding these polymers to the electrolyte formulation is to make the liquid electrolyte a quasi-solid or solid electrolyte, thus improving the solvent residue, especially over time.

本発明の処方物は、例えば、SiO、TiO、Al、MgOまたはZnOなどの金属酸化物をさらに含んでもよく、これらはまた、固形性およびそれゆえ溶媒残留を増加させることができる。 Formulations of the present invention, for example, SiO 2, TiO 2, Al 2 O 3, MgO or may comprise a metal oxide such as further ZnO, they also increase the solidity and thus solvent residues it can.

それゆえ本発明はさらに、上に詳細に記載される電解質処方物の色素増感太陽電池における使用に関する。
それゆえ本発明はさらに、本明細書中に記載されるまたは好ましく記載される式Iで表される少なくとも1種の化合物を含む色素増感太陽電池に関する。
The invention therefore further relates to the use of the electrolyte formulations described in detail above in dye-sensitized solar cells.
The invention therefore further relates to a dye-sensitized solar cell comprising at least one compound of the formula I as described or preferably described herein.

本発明の1つの好ましい態様は、式Iで表される少なくとも1種の化合物が電解質溶液に含有される、または換言すると式Iで表される少なくとも1種の化合物が電解質処方物の一部分である、上に記載される色素増感太陽電池である。   In one preferred embodiment of the present invention, at least one compound of formula I is contained in the electrolyte solution, or in other words, at least one compound of formula I is part of the electrolyte formulation. The dye-sensitized solar cell described above.

色素増感太陽電池において、色素は太陽光を電気的エネルギーへと変換するために用いられる。LUMOエネルギー状態が増感される光電極の伝導バンド端よりわずかに上である限りは、色素の選択に関して自体、制限はない。色素の例は、EP 0 986 079 A2、EP 1 180 774 A2またはEP 1 507 307 A1において開示される。   In dye-sensitized solar cells, the dye is used to convert sunlight into electrical energy. As long as the LUMO energy state is slightly above the conduction band edge of the photoelectrode to be sensitized, there is no limit on the choice of dye itself. Examples of dyes are disclosed in EP 0 986 079 A2, EP 1 180 774 A2 or EP 1 507 307 A1.

好ましい色素は、MK−1、MK−2またはMK−3(その構造はN. Koumura et al, J.Am.Chem.Soc. Vol 128, no.44, 2006, 14256-14257の図1に記載される)、
D102(CAS番号 652145−28−3)、D−149(CAS番号 786643−20−7)、D205(CAS番号 936336−21−9)、T. Bessho et al, Angew. Chem. Int. Ed. Vol 49, 37, 6646-6649, 2010に記載されるYD−2、Y123(CAS番号 1312465−92−1)、ビピリジン−ルテニウム色素、例えばN3(CAS番号 141460−19−7)、N719(CAS番号 207347−46−4)、Z907(CAS番号 502693−09−6)、C101(CAS番号 1048964−93−7)、C106(CAS番号 1152310−69−4)、K19(CAS番号 847665−45−6)またはターピリジン−ルテニウム色素、例えばN749(CAS番号 359415−47−7)などの有機色素である。
Preferred dyes are MK-1, MK-2 or MK-3 (its structure is described in FIG. 1 of N. Koumura et al, J. Am. Chem. Soc. Vol 128, no. 44, 2006, 14256-14257. )
D102 (CAS number 652145-28-3), D-149 (CAS number 786643-20-7), D205 (CAS number 936336-21-9), T. Bessho et al, Angew. Chem. Int. Ed. Vol. 49, 37, 6646-6649, 2010, YD-2, Y123 (CAS number 13112465-92-1), bipyridine-ruthenium dyes such as N3 (CAS number 141460-19-7), N719 (CAS number 207347). -46-4), Z907 (CAS number 502693-09-6), C101 (CAS number 1048964-93-7), C106 (CAS number 1152310-69-4), K19 (CAS number 847665-45-6) or Organic colors such as terpyridine-ruthenium dyes such as N749 (CAS number 359415-47-7) It is.

特に好ましい色素は、ともに両親媒性のルテニウム増感剤であるZ907またはZ907Na、あるいはD205である。色素Z907は、NaRu(2,2’−ビピリジン−4−カルボン酸4’−カルボキシラート)(4,4’−ジノニル−2,2’−ビピリジン)(NCS)を意味する。 Particularly preferred dyes are Z907 or Z907Na or D205, both of which are amphiphilic ruthenium sensitizers. The dye Z907 means NaRu (2,2′-bipyridine-4-carboxylic acid 4′-carboxylate) (4,4′-dinonyl-2,2′-bipyridine) (NCS) 2 .

D205の構造は、
である。
非常に特に好ましい色素は、Z907またはZ907Naである。
The structure of D205 is
It is.
A very particularly preferred dye is Z907 or Z907Na.

好ましい態様において、色素はホスフィン酸とともに共吸着される。ホスフィン酸の好ましい例は、M. Wang et al, Dalton Trans., 2009, 10015-10020に記載されるビス(3,3−ジメチル−ブチル)−ホスホン酸(DINHOP)である。   In a preferred embodiment, the dye is co-adsorbed with phosphinic acid. A preferred example of phosphinic acid is bis (3,3-dimethyl-butyl) -phosphonic acid (DINHOP) described in M. Wang et al, Dalton Trans., 2009, 10015-10020.

例えば、色素増感太陽電池は、光電極、対電極および、該光電極および該対電極の間に電解質処方物または電荷搬送金属を含有し、およびここで増感色素は、対電極に対面する側の、光電極の表面上に吸収される。   For example, a dye-sensitized solar cell contains a photoelectrode, a counter electrode, and an electrolyte formulation or charge-carrying metal between the photoelectrode and the counter electrode, where the sensitizing dye faces the counter electrode Is absorbed on the surface of the photoelectrode on the side.

好ましい態様の本発明によるデバイスによると、それは半導体、上に記載される電解質処方物および対電極を含む。
本発明の好ましい態様によると、半導体は、Si、TiO、SnO、Fe、WO、ZnO、Nb、CdS、ZnS、PbS、Bi、CdSe、GaP、InP、GaAs、CdTe、CuInS、および/またはCuInSeの群から選択される金属に基づく。好ましくは、半導体は、メソ多孔性の表面を有し、それゆえ色素により任意に被覆されおよび電解質に接触する表面を増加させる。好ましくは、半導体はガラス支持体またはプラスチックまたは金属ホイル上に存在する。好ましくは、支持体は伝導性である。
According to a preferred embodiment of the device according to the invention, it comprises a semiconductor, an electrolyte formulation as described above and a counter electrode.
According to a preferred embodiment of the present invention, the semiconductor comprises Si, TiO 2 , SnO 2 , Fe 2 O 3 , WO 3 , ZnO, Nb 2 O 5 , CdS, ZnS, PbS, Bi 2 S 3 , CdSe, GaP, InP. , GaAs, CdTe, CuInS 2 and / or based on a metal selected from the group of CuInSe 2 . Preferably, the semiconductor has a mesoporous surface, thus increasing the surface optionally coated with the dye and in contact with the electrolyte. Preferably, the semiconductor is present on a glass support or plastic or metal foil. Preferably the support is conductive.

本発明のデバイスは、好ましくは対電極を含む。例えば、Ptで被覆されたガラス状のフッ素ドープ化スズオキシドまたはスズドープ化インジウムオキシド(それぞれFTOガラスまたはITOガラス)、好ましくは導電性同素体である炭素、ポリアニリンまたはポリ(3,4−エチレンヂオキシチオフェン)(PEDOT)。ガラスに加えて、金属基板、例えばステンレス鋼またはチタンシートなどが可能な基盤となり得る。   The device of the present invention preferably includes a counter electrode. For example, glassy fluorine-doped tin oxide or tin-doped indium oxide (FTO glass or ITO glass, respectively) coated with Pt, preferably carbon, polyaniline or poly (3,4-ethylenedioxythiophene), which is a conductive allotrope (PEDOT). In addition to glass, metal substrates such as stainless steel or titanium sheets can be possible substrates.

本発明のデバイスは、先行技術の対応するデバイスとして、本願発明の電解質処方物により電解質を単に交換することにより製造することができる。例えば、色素増感太陽電池の場合、デバイスアセンブリは数々の特許文献、例えば、WO 91/16719(例えば、34および35)、のみならず科学的文献、例えばBarbe, C.J., Arendse, F., Comte, P., Jirousek, M., Lenzmann, F., Shklover, V., Graetzel, M. J. Am. Ceram. Soc. 1997, 80, 3157; and Wang, P., Zakeeruddin, S. M., Comte, P., Charvet, R., Humphry-Baker, R., Graetzel, M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 14336において開示されている。   The device of the present invention can be produced as a corresponding device of the prior art by simply replacing the electrolyte with the electrolyte formulation of the present invention. For example, in the case of dye-sensitized solar cells, device assemblies are described in numerous patent literatures such as WO 91/16719 (eg 34 and 35) as well as scientific literature such as Barbe, CJ, Arendse, F., Comte. , P., Jirousek, M., Lenzmann, F., Shklover, V., Graetzel, MJ Am. Ceram. Soc. 1997, 80, 3157; and Wang, P., Zakeeruddin, SM, Comte, P., Charvet , R., Humphry-Baker, R., Graetzel, MJ Phys. Chem. B 2003, 107, 14336.

好ましくは、増感型半導体材料は光アノードとしての役割を果たす。好ましくは、対電極はカソードである。   Preferably, the sensitized semiconductor material serves as a photoanode. Preferably, the counter electrode is a cathode.

本発明は、本発明の電解質処方物を半導体の表面と接触させ、該表面を任意に増感剤と接触させるステップを含む、光電気セルの製造方法を提供する。好ましくは、半導体は上で与えられる材料から選択され、そして増感剤は好ましくは上に開示される量子ドットおよび/または色素から、特に好ましくは色素から選択される。   The present invention provides a method for producing a photovoltaic cell comprising the steps of contacting an electrolyte formulation of the present invention with a surface of a semiconductor and optionally contacting the surface with a sensitizer. Preferably, the semiconductor is selected from the materials provided above, and the sensitizer is preferably selected from the quantum dots and / or dyes disclosed above, particularly preferably from the dyes.

好ましくは、電解質処方物は半導体上で単に半導体上で純粋化される、または既に対電極を含むそれ以外は完成されたデバイスへと、対電極における孔を介してセルの内部ルーメンに真空を作り出しそしてWang et al., J. Phys. Chem. B 2003, 107, 14336の参考文献に開示される電解質処方物を添加することにより適用してもよい。   Preferably, the electrolyte formulation creates a vacuum on the internal lumen of the cell through the holes in the counter electrode, into a device that is purely purified on the semiconductor, or otherwise already includes a counter electrode. And it may be applied by adding electrolyte formulations disclosed in the references of Wang et al., J. Phys. Chem. B 2003, 107, 14336.

本発明はまた、式IId
式中、R‘はHであり、および
は独立して、6〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル、または1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルであり、これは5〜6個のC原子を有するシクロアルキルまたは6〜10個のC原子を有するアリールにより、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルまたはアルコキシ基により置換されていることができる、あるいは5〜6個のC原子を有するヘテロアリールにより置換されており、ただしフェニルメチルはRに対して除外される、で表される新規化合物に関する。式IIdで表される新規化合物であって、式中Rが好ましくは6〜9個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルあるいはメトキシフェニルメチル、2−フェニルプロピルまたはシクロヘキシルメチルである、該化合物が好ましい。
The present invention also provides compounds of formula IId
In which R ′ is H and R x is independently straight-chain or branched alkyl having 6-20 C atoms, or straight-chain having 1-20 C atoms or A branched alkyl, which is a cycloalkyl having 5 to 6 C atoms or an aryl having 6 to 10 C atoms, wherein the aryl group is a straight chain having 1 to 4 C atoms Can be substituted by a branched or branched alkyl or alkoxy group, or substituted by a heteroaryl having 5-6 C atoms, provided that phenylmethyl is excluded for R X Relates to the novel compounds represented. A novel compound of formula IId, wherein R x is preferably straight-chain or branched alkyl having 6 to 9 C atoms or methoxyphenylmethyl, 2-phenylpropyl or cyclohexylmethyl The compound is preferred.

式IIdで表される以下の新規化合物が、特に好ましい:
N−[(4−メトキシフェニル)メチル]−ベンズイミダゾール−3−オキシド、N−(2−フェニルプロピル)−ベンズイミダゾール−3−オキシド、N−[(2’,2’−ジメチル)プロピル)]−ベンズイミダゾール−3−オキシド、N−(シクロヘキシルメチル)−ベンズイミダゾール−3−オキシドまたはN−n−ヘプチル−ベンズイミダゾール−3−オキシド。
The following novel compounds of the formula IId are particularly preferred:
N-[(4-methoxyphenyl) methyl] -benzimidazole-3-oxide, N- (2-phenylpropyl) -benzimidazole-3-oxide, N-[(2 ′, 2′-dimethyl) propyl)] Benzimidazole-3-oxide, N- (cyclohexylmethyl) -benzimidazole-3-oxide or Nn-heptyl-benzimidazole-3-oxide.

それゆえ本発明はまた、式IIdで表される化合物の製造方法であって、ここでa)2−ニトロアニリンをアルキル化して式IV
式中Rは上で定義されるとおりである、
で表される中間体を形成し、そして
b)式IVで表される化合物をホルミル化して中間体V
式中Rは上で定義されるとおりである、を得、次いで環化反応により式IIdで表される化合物を形成する、該方法に関する。
The invention therefore also relates to a process for the preparation of a compound of formula IId, in which a) alkylation of 2-nitroaniline is carried out
Where R x is as defined above,
And b) formylating the compound of formula IV to form intermediate V
Wherein R x is as defined above and then forms a compound of formula IId by a cyclization reaction.

2−ブロモニトロベンゼンのR−NH、式中Rは上で定義されるとおりである、との反応は、与えられるプロセスの記載されるステップの代替のステップである。
この代替のステップは、有機溶媒中で、または1つの出発材料が反応温度において、10℃〜200℃の温度において液体であるならば有機溶媒の不存在において、実行してもよい。好ましい溶媒はDMSOである。好ましい反応温度は80℃である。
Reaction of 2-bromonitrobenzene with R x —NH 2 , where R x is as defined above, is an alternative to the described steps of a given process.
This alternative step may be carried out in an organic solvent or in the absence of an organic solvent if one starting material is liquid at a temperature between 10 ° C. and 200 ° C. at the reaction temperature. A preferred solvent is DMSO. A preferred reaction temperature is 80 ° C.

プロセスのステップa)は、酸、有機溶媒およびトリアセトキシホウ化水素ナトリウムの存在下での2−ニトロ−アニリンのアルキルアルデヒドR−CHOとのアルキル化反応である。かかる反応は、10℃〜40℃の温度において、好ましくは室温において実行することができる。好ましくは、酸は氷酢酸である。好ましくは、有機溶媒はジクロロメタンである。 Step a) of the process is an alkylation reaction of 2-nitro-aniline with an alkyl aldehyde R x —CHO in the presence of acid, organic solvent and sodium triacetoxyborohydride. Such a reaction can be carried out at a temperature of 10 ° C to 40 ° C, preferably at room temperature. Preferably the acid is glacial acetic acid. Preferably, the organic solvent is dichloromethane.

全ての出発材料、例えば2−ブロモニトロベンゼン、アルキルアミンR−NH、2−ニトロ−アニリンまたはアルキルアルデヒドR−CHOなどは、商業的に入手可能である。 All starting materials such as 2-bromonitrobenzene, alkylamine R x —NH 2 , 2-nitro-aniline or alkyl aldehyde R x —CHO are commercially available.

ステップb)のホルミル化は、40〜100℃の温度における、好ましくは70℃における反応温度での、式IV、式中Rは上で定義するとおりである、で表される化合物のギ酸との反応により実行することができる。代替的に、式IVで表される化合物は、150℃〜200℃の、好ましくは160℃の温度において、ギ酸と反応させることができる。 The formylation of step b) is carried out at a temperature of 40-100 ° C., preferably at a reaction temperature of 70 ° C., of formula IV, wherein R x is as defined above and It can be carried out by the reaction of Alternatively, the compound of formula IV can be reacted with formic acid at a temperature between 150 ° C. and 200 ° C., preferably 160 ° C.

環化は、水性エタノールおよび式V、式中Rは上で定義されるとおりである、の溶液への硫化アンモニウムの溶液の添加により、または水中のパラジウム炭の懸濁液への水素化ホウ素ナトリウムの添加および上に定義される式Vで表される化合物の添加により、実行することができる。
この種の反応の反応条件は、業界に周知である。例示的な反応条件は、以下の実験の部に記載される。
Cyclization is accomplished by addition of a solution of ammonium sulfide to a solution of aqueous ethanol and Formula V, where R x is as defined above, or borohydride to a suspension of palladium on charcoal in water. It can be carried out by addition of sodium and addition of a compound of formula V as defined above.
The reaction conditions for this type of reaction are well known in the industry. Exemplary reaction conditions are described in the experimental section below.

さらなる言及がなくても、当業者は上の記載を最も広汎な範囲で利用できると想定される。それゆえ好ましい態様および実施例は、いかなる様式においても全面的に限定しない記述的開示として、単に考えられるべきである。   Without further reference, it is assumed that one skilled in the art can utilize the above description in the broadest scope. The preferred embodiments and examples should therefore merely be considered as descriptive disclosure which is not fully limited in any way.

合成される化合物は、NMR分光法または元素分析により特徴付けされる。NMRスペクトルは、CDCl中で測定される。使用される周波数:H:399.78MHzおよび13C:100.52MHz、外部標準:Hおよび13C対してTMS。Hおよび13C NMRスペクトルはJEOL JNM-LA3000分光計上で記録された。全てのスペクトルは周囲温度において記録された。
融点の実験は、METTLER TOLEDO FP90 Central ProcessorおよびFP81HT MBC Cell上で実行された。
The synthesized compounds are characterized by NMR spectroscopy or elemental analysis. The NMR spectrum is measured in CDCl 3 . Frequency used: 1 H: 399.78 MHz and 13 C: 100.52 MHz, external standard: TMS for 1 H and 13 C. 1 H and 13 C NMR spectra were recorded on a JEOL JNM-LA3000 spectrometer. All spectra were recorded at ambient temperature.
Melting point experiments were performed on a METTLER TOLEDO FP90 Central Processor and FP81HT MBC Cell.

実験1:
ベンズイミダゾール−N−オキシドの合成
ベンズイミダゾールN−オキシドを、スキーム1に示す3ステップ合成により製造した。
Experiment 1:
Synthesis of benzimidazole-N-oxide Benzimidazole N-oxide was prepared by the three-step synthesis shown in Scheme 1.

この反応スキーム内のRは、N−n−ブチル−ベンズイミダゾール−3−オキシドの合成に対しては、n−ブチルである。
この反応スキーム内のRは、N−ベンジル−ベンズイミダゾール−3−オキシドの合成に対しては、ベンジルである。
この反応スキーム内のRは、N−[(4−メトキシフェニル)メチル]−ベンズイミダゾール−3−オキシドの合成に対しては、4−メトキシフェニルメチルである。
この反応スキーム内のRは、N−(2−フェニルプロピル)ベンズイミダゾールー3−オキシドの合成に対しては、2−フェニルプロピルである。
この反応スキーム内のRは、N−[(2’,2’−ジメチル)プロピル]−ベンズイミダゾール−3−オキシドの合成に対しては、2’,2’−ジメチルプロピルである。
この反応スキーム内のRは、N−(シクロヘキシルメチル)−ベンズイミダゾール−3−オキシドの合成に対しては、シクロヘキシルメチルである。
この反応スキーム内のRは、N−n−ヘプチル−ベンズイミダゾール−3−オキシドの合成に対しては、n−ヘプチルである。
R in this reaction scheme is n-butyl for the synthesis of Nn-butyl-benzimidazole-3-oxide.
R in this reaction scheme is benzyl for the synthesis of N-benzyl-benzimidazole-3-oxide.
R in this reaction scheme is 4-methoxyphenylmethyl for the synthesis of N-[(4-methoxyphenyl) methyl] -benzimidazole-3-oxide.
R in this reaction scheme is 2-phenylpropyl for the synthesis of N- (2-phenylpropyl) benzimidazole-3-oxide.
R in this reaction scheme is 2 ′, 2′-dimethylpropyl for the synthesis of N-[(2 ′, 2′-dimethyl) propyl] -benzimidazole-3-oxide.
R in this reaction scheme is cyclohexylmethyl for the synthesis of N- (cyclohexylmethyl) -benzimidazole-3-oxide.
R in this reaction scheme is n-heptyl for the synthesis of Nn-heptyl-benzimidazole-3-oxide.

この反応スキームにおけるRは、以下のプロセスの記載におけるアルキルアミンまたはアルキルアルデヒドにおいて用いられる用語「アルキル」と同一である。   R in this reaction scheme is the same as the term “alkyl” used in alkylamines or alkylaldehydes in the process description below.

1. 2−ニトロアニリンのN−アルキル化
方法A:
2−ブロモニトロベンゼン(5g、24.75mmol)およびアルキルアミン(91.58mmol)をDMSO(50mL)に溶解させ、80℃へと加熱し、そして夜通しで攪拌した。それから、水(100mL)の添加前に、反応溶液を室温へと冷やされるようにした。それから、得られた溶液をトルエンで抽出し(3×50mL)、それから混ぜ合わせた抽出物をブラインで洗浄し(3×20mL)、そしてMgSO上で乾燥させた。ろ過および蒸発によりニトロフェニルアミンを得た。
1. Method A for N-alkylation of 2-nitroaniline :
2-Bromonitrobenzene (5 g, 24.75 mmol) and alkylamine (91.58 mmol) were dissolved in DMSO (50 mL), heated to 80 ° C. and stirred overnight. The reaction solution was then allowed to cool to room temperature before the addition of water (100 mL). The resulting solution was then extracted with toluene (3 × 50 mL) and the combined extracts were washed with brine (3 × 20 mL) and dried over MgSO 4 . Filtration and evaporation gave nitrophenylamine.

方法B:
トリアセトキシホウ化水素ナトリウム(17g、77.83mmol)を、2−ニトロベンゼンアミン(31.13mmol)、アルキルアルデヒド(88.64mmol)、氷酢酸(10mL)、およびジクロロメタン(144mL)の溶液へ加え、そして反応混合物を室温で攪拌した(48h)。さらなるトリアセトキシホウ化水素ナトリウム(6.8g、31.13mmol)を添加し、そして溶液を室温で攪拌した(24h)。混合物を水性重炭酸ナトリウム(120mL)で希釈し、そしてAcOEtで洗浄した(4×120mL)。混ぜ合わせた有機相をMgSO4上で乾燥させ、ろ過し、そして溶媒を減圧において除去した。粗生成物を26.7Paでの蒸留により精製した。
Method B:
Sodium triacetoxyborohydride (17 g, 77.83 mmol) is added to a solution of 2-nitrobenzenamine (31.13 mmol), alkyl aldehyde (88.64 mmol), glacial acetic acid (10 mL), and dichloromethane (144 mL), and The reaction mixture was stirred at room temperature (48 h). Additional sodium triacetoxyborohydride (6.8 g, 31.13 mmol) was added and the solution was stirred at room temperature (24 h). The mixture was diluted with aqueous sodium bicarbonate (120 mL) and washed with AcOEt (4 × 120 mL). The combined organic phase was dried over MgSO4, filtered and the solvent removed in vacuo. The crude product was purified by distillation at 26.7 Pa.

2. 2−(N−アルキル)ニトロアニリンのN−ホルミル化
方法A:
ギ酸(5.2mL、139.0mmol)をN−置換 2−ニトロアニリン(61.78mmol)および無水酢酸(26mL、278.0mmol)の溶液へと添加し、そして反応混合物を70℃で9h攪拌した。無水酢酸およびギ酸を減圧において除去し、そして粗生成物を蒸留により26.7Paで精製した。
2. Method A for N-formylation of 2- (N-alkyl) nitroaniline :
Formic acid (5.2 mL, 139.0 mmol) was added to a solution of N-substituted 2-nitroaniline (61.78 mmol) and acetic anhydride (26 mL, 278.0 mmol) and the reaction mixture was stirred at 70 ° C. for 9 h. . Acetic anhydride and formic acid were removed in vacuo and the crude product was purified by distillation at 26.7 Pa.

方法B:
2−ニトロアニリン(5.59g、39.66mmol)およびギ酸(21.8mL、579.8mmol)を、撹拌子を備えた100mLプロセスバイアルへと配置した。混合物を160℃(300W)で15min攪拌した。反応混合物を水(100mL)へと注ぎ、氷浴中に30min配置し、そして得られた沈殿をろ過により単離し、水(30mL)で洗浄し、そして50℃で夜通しで乾燥させた。
Method B:
2-Nitroaniline (5.59 g, 39.66 mmol) and formic acid (21.8 mL, 579.8 mmol) were placed in a 100 mL process vial equipped with a stir bar. The mixture was stirred at 160 ° C. (300 W) for 15 min. The reaction mixture was poured into water (100 mL), placed in an ice bath for 30 min, and the resulting precipitate was isolated by filtration, washed with water (30 mL) and dried at 50 ° C. overnight.

3. 環化
方法A:
硫化アンモニウム((NH(n))の溶液を水性EtOH(100mL)およびN−置換 2’−ニトロホルムアニリド(5g)の溶液へと添加した。室温での夜通しの放置後、得られた茶色の溶液を70℃での加熱下での窒素ガスバブリングにより約10mLへと濃縮させた。沈殿した硫黄をろ別し、そしてEtOHで洗浄した。混ぜ合わせたろ液からのEtOHの除去および洗浄後、ジエチルエーテルを残留油へと添加した。得られた白色結晶をろ過により収集し、そしてAcOEt/ジエチルエーテルから再結晶し、白色のプリズムを得た。ろ液N−置換 ベンズイミダゾールを得た。
3. Cyclization method A:
A solution of ammonium sulfide ((NH 4 ) 2 S (n) ) was added to a solution of aqueous EtOH (100 mL) and N-substituted 2′-nitroformanilide (5 g). After standing overnight at room temperature, the resulting brown solution was concentrated to about 10 mL by nitrogen gas bubbling under heating at 70 ° C. The precipitated sulfur was filtered off and washed with EtOH. After removal of EtOH from the combined filtrate and washing, diethyl ether was added to the residual oil. The resulting white crystals were collected by filtration and recrystallized from AcOEt / diethyl ether to give a white prism. The filtrate N-substituted benzimidazole was obtained.

方法B:
水(4.3mL)中の水素化ホウ素ナトリウム(5.3g、129.6mmol)の溶液を、攪拌しながら、水(36mL)中のパラジウム炭(5%、2.7g)の懸濁液へとゆっくりと添加した。ピリジン(86.4mL)中の2−ニトロホルムアニリド(8.97g、53.99mmol)の溶液を個の混合物へと、温度が35〜40℃で維持されるような速度で、添加した。添加が完了した時に(ca. 1h)、混合物をさらに15min攪拌した。触媒をろ別し、そしてろ液を減圧下で蒸発させた。残渣を水(ca. 70mL)中に溶解させ、酸性化させ(conc.塩酸により)、それからおよそ半分の容量へと濃縮し、そして再び減圧下で蒸発させて乾燥させる前に、水性アンモニアで中性化させた。残渣を熱エタノールで抽出し;冷まされた際に、抽出物を無機材料に沈殿させ、それをろ別し、そしてろ液をさらに濃縮させ、そして冷却して1H−ベンズイミダゾール−3−オキシドを得た。
Method B:
A solution of sodium borohydride (5.3 g, 129.6 mmol) in water (4.3 mL) is stirred into a suspension of palladium on charcoal (5%, 2.7 g) in water (36 mL). And slowly added. A solution of 2-nitroformanilide (8.97 g, 53.99 mmol) in pyridine (86.4 mL) was added to the mixture at a rate such that the temperature was maintained at 35-40 ° C. When the addition was complete (ca. 1 h), the mixture was stirred for an additional 15 min. The catalyst was filtered off and the filtrate was evaporated under reduced pressure. The residue is dissolved in water (ca. 70 mL), acidified (with conc. Hydrochloric acid), then concentrated to approximately half volume and again with aqueous ammonia before being evaporated to dryness under reduced pressure. I was sexualized. The residue is extracted with hot ethanol; when cooled, the extract is precipitated into an inorganic material, which is filtered off, and the filtrate is further concentrated and cooled to 1H-benzimidazole-3-oxide. Got.

N−n−ブチルベンズイミダゾール−3−オキシド 4 (#128)
融点 124.5℃
収率 60%
Nn-butylbenzimidazole-3-oxide 4 (# 128)
Melting point 124.5 ° C
Yield 60%

N−ベンジルベンズイミダゾール−3−オキシド 5 (#137)
融点 141.9℃
収率 49%
N-benzylbenzimidazole-3-oxide 5 (# 137)
Melting point: 141.9 ° C
Yield 49%

N−(4−メトキシフェニル)メチルベンズイミダゾール−3−オキシド 6 (#141)
融点 116.9℃
収率 20%
N- (4-methoxyphenyl) methylbenzimidazole-3-oxide 6 (# 141)
Melting point 116.9 ° C
Yield 20%

N−(2−フェニルプロピル)ベンズイミダゾール−3−オキシド 7 (#143: 立体異性混合;メジャー/マイナー=2.17:1)
収率 36%
N- (2-phenylpropyl) benzimidazole-3-oxide 7 (# 143: stereoisomeric mixture; major / minor = 2.17: 1)
Yield 36%

N−(2’,2’−ジメチル)プロピルベンズイミダゾール−3−オキシド 8 (#147)
融点 111.3℃
収率 51%
N- (2 ′, 2′-dimethyl) propylbenzimidazole-3-oxide 8 (# 147)
Melting point 111.3 ° C
Yield 51%

N−(シクロヘキシルメチル)ベンズイミダゾール−3−オキシド 9 (#150)
融点 152.5℃
収率 34%
N- (cyclohexylmethyl) benzimidazole-3-oxide 9 (# 150)
Melting point 152.5 ° C
Yield 34%

N−n−ヘプチルベンズイミダゾール−3−オキシド 10 (#196)
融点 70.8℃
収率 55%
Nn-heptylbenzimidazole-3-oxide 10 (# 196)
Melting point 70.8 ℃
Yield 55%

1H−ベンズイミダゾール−3−オキシド 11 (#200)
融点 217.7℃(分解物)(文献値(lit.) 215℃、分解物)
収率 13%(方法A)、7%(方法B)
1H-benzimidazole-3-oxide 11 (# 200)
Melting point 217.7 ° C. (decomposed product) (literature value (lit.) 215 ° C., decomposed product)
Yield 13% (Method A), 7% (Method B)

例2:処方物およびデバイス
式IIdで表されるベンズイミダゾール N−オキシドを用いることにより、電解質処方物の予想外の利点を実証する以下の電解質処方物を合成する。
Example 2: Formulations and Devices By using the benzimidazole N-oxide represented by Formula IId, the following electrolyte formulations are synthesized that demonstrate the unexpected benefits of electrolyte formulations.

26%(w/w)の1,3−ジメチルイミダゾリウムヨウ化物(mmimI)、28%(w/w)の1−エチル−3−メチルイミダゾリウムヨウ化物(emimI)、36%(w/w)の1−メチル−3−エチルイミダゾリウムテトラシアノボラート(emimTCB)、4%(w/w)のヨウ素、および本発明による、例えば1H−ベンズイミダゾール N−オキシドなどの、6%(w/w)の式IIdで表される電解質添加物を混合することにより、電解質処方物を調製する。60℃以下の熱を適用して電解質処方物を均質とせしめることが必要であり得る。   26% (w / w) 1,3-dimethylimidazolium iodide (mmimI), 28% (w / w) 1-ethyl-3-methylimidazolium iodide (emimI), 36% (w / w) ) 1-methyl-3-ethylimidazolium tetracyanoborate (emimTCB), 4% (w / w) iodine, and 6% (w / w) according to the invention, such as for example 1H-benzimidazole N-oxide An electrolyte formulation is prepared by mixing the electrolyte additive of formula IId of w). It may be necessary to apply heat below 60 ° C. to make the electrolyte formulation homogeneous.

化合物mmimI、emimI、I、およびemimTCBは商業的に利用可能であるか、または公知の文献、例えばBonhote, P et al. Inorg. Chem. 1996, 35, 1168-1178など、またはテトラシアノホウ酸塩アニオンでの有機塩に合成に関してはWO 2004/072089などの文献に基づいて、合成してもよい。 The compounds mmimI, emimI, I 2 and emimTCB are commercially available or known literature, such as Bonhote, P et al. Inorg. Chem. 1996, 35, 1168-1178, or tetracyanoboric acid Regarding the synthesis of an organic salt with a salt anion, it may be synthesized based on literature such as WO 2004/072089.

色素増感太陽電池は、US 5,728,487またはWO 2007/093961に開示されるように製造される:   Dye-sensitized solar cells are manufactured as disclosed in US 5,728,487 or WO 2007/093961:

二重層、メソ多孔性TiO電極は、二重層構造からなる光アノードを獲得するために、Wang P. et al., J. Phys. Chem. B 2003, 107, 14336、特に14337頁に開示されるように製造される。透明ナノ多孔性TiO電極を製造するために、テルピネオール溶媒および20〜30nmの径を有するアナターゼ相のナノ粒子TiOを含有するスクリーンプリンティングペーストを、ハンドプリンターを用いることにより、5mm×5mm正方形の形状に、導電性基板上に堆積させた。ペーストを120セルシウス度で10分間乾燥させた。それから、400nmの径を有するTiOを含有するもう1つのスクリーンプリンティングペーストをナノ硬質層の最上へと堆積させ、不透明相を製造した。 A double layer, mesoporous TiO 2 electrode is disclosed in Wang P. et al., J. Phys. Chem. B 2003, 107, 14336, in particular page 14337, in order to obtain a photoanode consisting of a double layer structure. Manufactured as follows. To produce the transparent nanoporous TiO 2 electrodes, a screen printing paste containing nanoparticles of TiO 2 anatase phase having a diameter of terpineol solvent and 20 to 30 nm, by using a hand printer in 5mm × 5mm square The shape was deposited on a conductive substrate. The paste was dried at 120 celsius for 10 minutes. Then another screen printing paste containing TiO 2 with a diameter of 400 nm was deposited on top of the nanohard layer to produce an opaque phase.

それから二重層膜をを500セルシウス度で1時間焼結し、その結果下層の透明層(7ミクロン厚)および最上不透明相(4ミクロン厚)が生じた。焼結後、電極をTiCl(Merck)の40mM水溶液中に30分間70セルシウス度で浸漬し、それから純水で十分に素早くすすいだ。そのようにTiCl処理した電極を、色素増感の直前に500セルシウス度で30分間乾燥させた。電極を、アセトニトリル(Merck HPLCグレード)およびtert−ブチルアルコール(Merck)、v:v=1:1の0.3mM Z907色素溶液へと、60時間、19セルシウス度で浸した。対電極を、上の引例に開示されるように熱分解法で製造した。白金酸(Merck)の5mM溶液の小滴を8μl/cm2で落とし、そして導電性基板上で乾燥させた。色素増感太陽電池を30ミクロン厚のBynel(DuPont、USA)熱溶解膜を用いて組み立て、熱により封入した。内部空間を、本明細書中に記載されるそれぞれの電解質処方物で充填し、対応するデバイスを製造した。 The bilayer membrane was then sintered at 500 Celsius for 1 hour, resulting in a lower transparent layer (7 microns thick) and a top opaque phase (4 microns thick). After sintering, the electrode was immersed in a 40 mM aqueous solution of TiCl 4 (Merck) for 30 minutes at 70 Celsius and then rinsed sufficiently quickly with pure water. The electrode thus treated with TiCl 4 was dried for 30 minutes at 500 Celsius just prior to dye sensitization. The electrodes were soaked in acetonitrile (Merck HPLC grade) and tert-butyl alcohol (Merck), v: v = 1: 1 0.3 mM Z907 dye solution for 60 hours at 19 degrees Celsius. The counter electrode was made by pyrolysis as disclosed in the above reference. A drop of 5 mM solution of platinic acid (Merck) was dropped at 8 μl / cm 2 and dried on a conductive substrate. A dye-sensitized solar cell was assembled using a 30 micron thick Bynel (DuPont, USA) hot melt film and encapsulated by heat. The interior space was filled with each electrolyte formulation described herein to produce a corresponding device.

色素Z907は、両親媒性のルテニウム増感剤Ru(2,2’−ビピリジン 4,4’−ジカルボン酸)(4,4’−ジノニル−2,2’−ビピリジン)(NCS)または[Ru(H2dcbpy)(dnbpy)(NCS)]である。 The dye Z907 is an amphiphilic ruthenium sensitizer Ru (2,2′-bipyridine 4,4′-dicarboxylic acid) (4,4′-dinonyl-2,2′-bipyridine) (NCS) 2 or [Ru (H2dcbpy) (dnbpy) (NCS) 2 ].

正確な光強度を得るために、Air Mass 1.5 Global(AM1.5G)擬似太陽光を、Seigo Ito et al. “Calibration of solar simulator for evaluation of dye-sensitized solar cells” Solar Energy Materials & Solar Cells 82 (2004) 421によりスペクトル的に較正した。
光電流−電圧曲線の測定を、1Sun照明下で25℃へと冷却された黒色平板上に配置されたデバイスに対して実行する。4mm×4mmの光マスクを製造されたデバイスの最上部に配置し、光投射領域を定義する。
In order to obtain accurate light intensity, Air Mass 1.5 Global (AM1.5G) simulated sunlight is converted into Seigo Ito et al. “Calibration of solar simulator for evaluation of dye-sensitized solar cells” Solar Energy Materials & Solar Cells 82 ( 2004) 421 spectrally calibrated.
Measurement of the photocurrent-voltage curve is performed on a device placed on a black plate cooled to 25 ° C. under 1 Sun illumination. A 4 mm × 4 mm optical mask is placed on top of the manufactured device to define the light projection area.

エネルギー変換効率は一般的に、エネルギー変換機器の有効出力および光照射の入力の間の比率であり、エネルギー項において、電力出力を最適化する調節可能な抵抗負荷を用いることにより決定される。   The energy conversion efficiency is generally the ratio between the effective output of the energy conversion device and the input of light illumination, and is determined by using an adjustable resistive load that optimizes the power output in the energy term.

このようにして得られた光起電性パラメータを表1にまとめる。対照は添加剤がないことを意味する。
The photovoltaic parameters thus obtained are summarized in Table 1. A control means no additive.

これらに測定において、1H−ベンズイミダゾール N−オキシドは、添加剤N−ブチルベンズイミダゾール(NBB)、ベンズイミダゾール(Benzim)およびN−メチルベンズイミダゾール(NMB)よりも高い効率を得る。   In these measurements, 1H-benzimidazole N-oxide obtains higher efficiency than the additives N-butylbenzimidazole (NBB), benzimidazole (Benzizm) and N-methylbenzimidazole (NMB).

表におけるN−オキシドを含有する電解質を用いて、例2の記載に従い、色素増感太陽電池を製造した。アセトニトリルを溶媒に対して用いた。
A dye-sensitized solar cell was produced according to the description in Example 2 using the electrolyte containing N-oxide in the table. Acetonitrile was used for the solvent.

結果を表3に示す。
The results are shown in Table 3.

これらの結果により、4−ピコリン N−オキシド(4−メチル−ピリジン−N−オキシドに同義である)が色素増感太陽電池に対する溶媒型電解質に含有される場合にVOCおよび曲線因子(FF)が、増加したことが示される。 These results indicate that V OC and fill factor (FF) when 4-picoline N-oxide (synonymous with 4-methyl-pyridine-N-oxide) is included in the solvent-type electrolyte for dye-sensitized solar cells. Is shown to have increased.

例4:
表4におけるN−オキシドを含有する電解質を用いて、色素増感太陽電池を例2の記載に従って製造した。
Example 4:
A dye-sensitized solar cell was prepared as described in Example 2 using the electrolyte containing the N-oxide in Table 4.

結果を表5に示す。
The results are shown in Table 5.

これらの結果により、4−ピコリン N−オキシドが色素増感太陽電池のためのイオン液体型電解質に含有される場合、VOCおよび曲線因子が増加したことが示される。 These results indicate that when 4-picoline N-oxide is included in the ionic liquid electrolyte for dye-sensitized solar cells, V OC and fill factor are increased.

例5:
表6におけるN−オキシドを含有する電解質を用いて、色素増感太陽電池を製造した。
電解質処方物のモル比は、
mmim−I 36/emim−I 36/I2 5/emim−TCB 48/添加剤 2、である。
Example 5:
Using the electrolyte containing N-oxide in Table 6, a dye-sensitized solar cell was manufactured.
The molar ratio of the electrolyte formulation is
mmim-I 36 / emim-I 36 / I2 5 / emim-TCB 48 / additive 2.

ここで用いられる全てのN−オキシドは、商業的に利用可能である。 All N-oxides used here are commercially available.

表7に結果を示す。
Table 7 shows the results.

これらの結果により、N−オキシド置換基が色素増感太陽電池のためのイオン液体型電解質における化学構造中に示される場合、VOCおよび曲線因子が増加することが示される。Kusamaの論文にあるように、結合定数だけでなく、添加剤の誘電率もまた、Vocの増加に影響を及ぼし得る。 These results show that V OC and fill factor increase when N-oxide substituents are shown in the chemical structure in ionic liquid electrolytes for dye-sensitized solar cells. As in Kusama's paper, not only the coupling constant, but also the dielectric constant of the additive can affect the increase in Voc.

例6:
表8におけるN−オキシドを含有する電解質を用いて、色素増感太陽電池を製造した。電解質処方物のモル比は、
mmim−I 36/emim−I 36/I2 5/emim−TCB 48/表2D−1にある添加剤、である。
Example 6:
Using the electrolyte containing N-oxide in Table 8, a dye-sensitized solar cell was manufactured. The molar ratio of the electrolyte formulation is
mmim-I 36 / emim-I 36 / I2 5 / emim-TCB 48 / additive in Table 2D-1.

結果を表9に示す。
The results are shown in Table 9.

これらの結果により、色素増感型太陽電池のためのイオン液体型電解質処方物において、表8に記載される例示的なN−オキシドの濃度とともにVOCおよび曲線因子が増加したことが示される。 These results show that in the ionic liquid electrolyte formulation for dye-sensitized solar cells, VOC and fill factor increased with the exemplary N-oxide concentrations listed in Table 8.

Claims (14)

式I
式中
、R、Rは互いに独立して、
1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル、これは少なくとも1個のRにより置換されていることができる、
6〜10個のC原子を有するアリール、これは少なくとも1個のRにより置換されていることができる、であり、
あるいはR、RおよびRは、1、2または3個のN原子あるいは1個のN原子および1個のSまたは1個のO原子が存在し、少なくとも1個のRにより置換されていることができる複素芳香環構造をN原子とともに形成し、
あるいはRおよびRは、1、2または3個のN原子あるいは1個のN原子および1個のSまたは1個のO原子が存在し、少なくとも1個のRにより置換されていることができる複素脂環式構造をN原子とともに形成し、およびRは1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルであるか、あるいは縮合して少なくとも1個のN原子を含有する三環構造を形成し、およびここで複素脂環式構造または三環構造の第2のまたは第3のN原子は−Oおよび1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルにより置換されていてもよく、
および
Rは独立して、
Hal、
CN、
C(O)H、
1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル、これは5〜6個のC原子を有するシクロアルキルによりまたは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができ、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基またはアルコキシ基によりあるいは5または6個のC原子を有するヘテロアリールにより置換されていてもよい、
2〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルケニル、これは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができ、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基により置換されていてもよい、
5または6個のC原子を有するシクロアルキル、
1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のヒドロキシアルキル、
1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルコキシ、これは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができる、
1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルチオ、
6〜10個のC原子を有するアリール、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基またはアルコキシ基によりあるいは5または6個のC原子を有するヘテロアリールにより置換されていてもよい、
5〜10個のC原子を有するヘテロアリール、ここで該ヘテロアリール基のN原子は−Oにより置換されていてもよい、
6〜10個のC原子を有するアリールオキシ、
6〜10個のC原子を有するアリールチオ、
1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルアミノまたはジアルキルアミノであり、
Halは、F、Cl、BrまたはIである、
で表される少なくとも1種の化合物、あるいはその全ての互変異性体または立体異性体の、色素増感太陽電池における電解質処方物に対する添加剤としての使用。
Formula I
In which R 1 , R 2 and R 3 are independently of each other,
Straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, which can be substituted by at least one R;
An aryl having 6-10 C atoms, which can be substituted by at least one R;
Alternatively, R 1 , R 2 and R 3 are one, two or three N atoms or one N atom and one S or one O atom, and are substituted by at least one R Forming a heteroaromatic ring structure with N atoms that can be
Alternatively, R 1 and R 2 may be substituted with at least one R, with 1, 2 or 3 N atoms or 1 N atom and 1 S or 1 O atom present Forming a possible heteroalicyclic structure with N atoms, and R 3 is a linear or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, or condensed to contain at least one N atom tricyclic structure is formed, and wherein the second or third N atom of the heterocyclic alicyclic structure or tricyclic structure -O be - and linear or branched having 1 to 20 C atoms Optionally substituted by alkyl
And R are independently
Hal,
CN,
C (O) H,
Linear or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, which is substituted by cycloalkyl having 5 to 6 C atoms or by aryl having 6 to 10 C atoms In which the aryl group may be substituted by a linear or branched alkyl or alkoxy group having 1 to 4 C atoms or by a heteroaryl having 5 or 6 C atoms,
Linear or branched alkenyl having 2 to 20 C atoms, which can be substituted by aryl having 6 to 10 C atoms, wherein the aryl group is 1 to 4 Optionally substituted by a linear or branched alkyl group having a C atom,
A cycloalkyl having 5 or 6 C atoms,
Linear or branched hydroxyalkyl having 1 to 20 C atoms,
Linear or branched alkoxy having 1 to 20 C atoms, which can be substituted by aryl having 6 to 10 C atoms,
Linear or branched alkylthio having 1 to 20 C atoms,
Aryl having 6 to 10 C atoms, wherein the aryl group is a straight chain or branched alkyl group or alkoxy group having 1 to 4 C atoms, or hetero having 5 or 6 C atoms Optionally substituted by aryl,
Heteroaryl having 5 to 10 C atoms, where the N atom of the heteroaryl group -O - may be substituted by,
Aryloxy having 6 to 10 C atoms,
Arylthio having 6 to 10 C atoms,
Linear or branched alkylamino or dialkylamino having 1 to 20 C atoms,
Hal is F, Cl, Br or I.
Or at least one tautomer or stereoisomer thereof as an additive to an electrolyte formulation in a dye-sensitized solar cell.
式中、式Iで表される少なくとも1種の化合物におけるR、RおよびRが、少なくとも1個のRにより置換されていることができる、1、2または3個のN原子あるいは1個のNおよび1個のSまたは1個のO原子が存在する複素芳香環構造をN原子とともに形成する、あるいはRおよびRが、少なくとも1個のRにより置換されていることができる、1、2または3個のN原子あるいは1個のN原子および1個のSまたは1個のO原子が存在する複素脂環式構造をN原子とともに形成し、かつRが1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルである、請求項1に記載の使用。 Wherein R 1 , R 2 and R 3 in at least one compound of the formula I can be substituted by at least one R, 1, 2 or 3 N atoms or 1 Forming a heteroaromatic ring structure with N atoms in which one N and one S or one O atom are present, or R 1 and R 2 can be substituted by at least one R; Forming a heteroalicyclic structure with 1, 2 or 3 N atoms or 1 N atom and 1 S or 1 O atom together with N atoms, and R 3 is 1-20 The use according to claim 1, which is a straight-chain or branched alkyl having a C atom. 式Iで表される化合物の少なくとも1種が式IIa〜IIg
で表され、および式中、R’は独立してHまたはRであり、R’’’は独立してH、1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルまたはアルコキシあるいは5または6個のC原子を有するヘテロアリールであり、Rは独立してH、1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルであり、Rは独立してH、1〜20個のC原子を有する直鎖または分枝のアルキル、これは5〜6個のC原子を有するシクロアルキルまたは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されることができ、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基またはアルコキシ基によりあるいは5または6個のC原子を有するヘテロアリールにより置換されていてもよく、およびRは請求項1により定義される、あるいは
式中、式Iで表される少なくとも1種の化合物が式IIIa〜IIId
で表される化合物であり、および式中、XはCH、OまたはNRであり、YはCH、N、NR、N−Oであり、R’’は1〜20個のC原子を有する直鎖または分枝のアルキルであり、R’はHまたはRであり、およびRは請求項1により定義される、請求項2に記載の使用。
At least one of the compounds represented by Formula I is represented by Formulas IIa-IIg
In which R ′ is independently H or R, R ′ ″ is independently H, straight-chain or branched alkyl or alkoxy having 1 to 4 C atoms, or Heteroaryl having 5 or 6 C atoms, R * is independently H, linear or branched alkyl having 1 to 4 C atoms, R X is independently H, Linear or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, which can be substituted by cycloalkyl having 5 to 6 C atoms or aryl having 6 to 10 C atoms, wherein The aryl group may be substituted by a linear or branched alkyl or alkoxy group having 1 to 4 C atoms or by a heteroaryl having 5 or 6 C atoms, and R is As defined by claim 1 There is wherein at least one compound of formula I has the formula IIIa~IIId
And wherein X is CH 2 , O or NR, Y is CH, N, N + R, N + —O , and R ″ is 1 to 20 Use according to claim 2, wherein the alkyl is straight-chain or branched with C atoms, R 'is H or R, and R is defined by claim 1.
式中、Rが1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルであり、これは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができ、あるいは1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のジアルキルアミノである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の使用。   In which R is straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, which can be substituted by aryl having 6 to 10 C atoms, or alternatively 1 to 20 4. Use according to any one of claims 1 to 3, which is a linear or branched dialkylamino having 1 C atom.
式中
、R 、R は互いに独立して、
1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル、これは少なくとも1個のRにより置換されていることができる、
6〜10個のC原子を有するアリール、これは少なくとも1個のRにより置換されていることができる、であり、
あるいはR 、R およびR は、1、2または3個のN原子あるいは1個のN原子および1個のSまたは1個のO原子が存在し、少なくとも1個のRにより置換されていることができる複素芳香環構造をN原子とともに形成し、
あるいはR およびR は、1、2または3個のN原子あるいは1個のN原子および1個のSまたは1個のO原子が存在し、少なくとも1個のRにより置換されていることができる複素脂環式構造をN原子とともに形成し、およびR は1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルであるか、あるいは縮合して少なくとも1個のN原子を含有する三環構造を形成し、およびここで複素脂環式構造または三環構造の第2のまたは第3のN原子は−O および1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルにより置換されていてもよく、
および
Rは独立して、
Hal、
CN、
C(O)H、
1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル、これは5〜6個のC原子を有するシクロアルキルによりまたは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができ、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基またはアルコキシ基によりあるいは5または6個のC原子を有するヘテロアリールにより置換されていてもよい、
2〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルケニル、これは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができ、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基により置換されていてもよい、
5または6個のC原子を有するシクロアルキル、
1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のヒドロキシアルキル、
1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルコキシ、これは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができる、
1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルチオ、
6〜10個のC原子を有するアリール、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基またはアルコキシ基によりあるいは5または6個のC原子を有するヘテロアリールにより置換されていてもよい、
5〜10個のC原子を有するヘテロアリール、ここで該ヘテロアリール基のN原子は−O により置換されていてもよい、
6〜10個のC原子を有するアリールオキシ、
6〜10個のC原子を有するアリールチオ、
1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルアミノまたはジアルキルアミノであり、
Halは、F、Cl、BrまたはIである、
で表される少なくとも1種の化合物、あるいはその全ての互変異性体または立体異性体を、レドックス活性種とともに含む、色素増感太陽電池における電解質処方物。
Formula I
In the formula
R 1 , R 2 and R 3 are independent of each other,
Straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, which can be substituted by at least one R;
An aryl having 6-10 C atoms, which can be substituted by at least one R;
Alternatively, R 1 , R 2 and R 3 are one, two or three N atoms or one N atom and one S or one O atom, and are substituted by at least one R Forming a heteroaromatic ring structure with N atoms that can be
Alternatively, R 1 and R 2 may be substituted with at least one R , with 1, 2 or 3 N atoms or 1 N atom and 1 S or 1 O atom present Forming a possible heteroalicyclic structure with N atoms, and R 3 is a linear or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, or condensed to contain at least one N atom tricyclic structure is formed, and wherein the second or third N atom of the heterocyclic alicyclic structure or tricyclic structure -O be - and linear or branched having 1 to 20 C atoms Optionally substituted by alkyl
and
R is independently
Hal,
CN,
C (O) H,
Linear or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, which is substituted by cycloalkyl having 5 to 6 C atoms or by aryl having 6 to 10 C atoms In which the aryl group may be substituted by a linear or branched alkyl or alkoxy group having 1 to 4 C atoms or by a heteroaryl having 5 or 6 C atoms,
Linear or branched alkenyl having 2 to 20 C atoms, which can be substituted by aryl having 6 to 10 C atoms, wherein the aryl group is 1 to 4 Optionally substituted by a linear or branched alkyl group having a C atom,
A cycloalkyl having 5 or 6 C atoms,
Linear or branched hydroxyalkyl having 1 to 20 C atoms,
Linear or branched alkoxy having 1 to 20 C atoms, which can be substituted by aryl having 6 to 10 C atoms,
Linear or branched alkylthio having 1 to 20 C atoms,
Aryl having 6 to 10 C atoms, wherein the aryl group is a straight chain or branched alkyl group or alkoxy group having 1 to 4 C atoms, or hetero having 5 or 6 C atoms Optionally substituted by aryl,
Heteroaryl having 5 to 10 C atoms, where the N atom of the heteroaryl group -O - may be substituted by,
Aryloxy having 6 to 10 C atoms,
Arylthio having 6 to 10 C atoms,
Linear or branched alkylamino or dialkylamino having 1 to 20 C atoms,
Hal is F, Cl, Br or I.
In at least one compound represented, or all of the tautomers or stereoisomers thereof, together they comprise a redox active species, the electrolyte formulation of the dye sensitized solar cell.
式中、式Iで表される少なくとも1種の化合物におけるRWherein R in at least one compound of formula I 1 、R, R 2 およびRAnd R 3 が、少なくとも1個のRにより置換されていることができる、1、2または3個のN原子あるいは1個のNおよび1個のSまたは1個のO原子が存在する複素芳香環構造をN原子とともに形成する、あるいはRIs a heteroaromatic ring structure in which there are 1, 2 or 3 N atoms or 1 N and 1 S or 1 O atom, which can be substituted by at least one R Formed with atoms, or R 1 およびRAnd R 2 が、少なくとも1個のRにより置換されていることができる、1、2または3個のN原子あるいは1個のN原子および1個のSまたは1個のO原子が存在する複素脂環式構造をN原子とともに形成し、かつRIs a heteroalicyclic structure in which there are 1, 2 or 3 N atoms or 1 N atom and 1 S or 1 O atom, which can be substituted by at least one R Together with N atom and R 3 が1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルである、請求項5に記載の電解質処方物。6. The electrolyte formulation of claim 5, wherein is a straight chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms. 式Iで表される化合物の少なくとも1種が式IIa〜IIgAt least one of the compounds represented by Formula I is represented by Formulas IIa-IIg
で表され、および式中、R’は独立してHまたはRであり、R’’’は独立してH、1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルまたはアルコキシあるいは5または6個のC原子を有するヘテロアリールであり、RIn which R ′ is independently H or R, R ′ ″ is independently H, straight-chain or branched alkyl or alkoxy having 1 to 4 C atoms, or A heteroaryl having 5 or 6 C atoms, R * は独立してH、1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルであり、RAre independently H, straight-chain or branched alkyl having 1 to 4 C atoms, and R X は独立してH、1〜20個のC原子を有する直鎖または分枝のアルキル、これは5〜6個のC原子を有するシクロアルキルまたは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されることができ、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基またはアルコキシ基によりあるいは5または6個のC原子を有するヘテロアリールにより置換されていてもよく、およびRは請求項5により定義される、あるいはIs independently H, linear or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, which is substituted by cycloalkyl having 5 to 6 C atoms or aryl having 6 to 10 C atoms Wherein the aryl group is substituted by a linear or branched alkyl or alkoxy group having 1 to 4 C atoms or by a heteroaryl having 5 or 6 C atoms. And R is defined by claim 5, or
式中、式Iで表される少なくとも1種の化合物が式IIIa〜IIIdWherein at least one compound of formula I is of formula IIIa-IIId
で表される化合物であり、および式中、XはCHAnd X is CH. 2 、OまたはNRであり、YはCH、N、N, O or NR and Y is CH, N, N + R、NR, N + −O-O であり、R’’は1〜20個のC原子を有する直鎖または分枝のアルキルであり、R’はHまたはRであり、およびRは請求項5により定義される、請求項6に記載の電解質処方物。Wherein R ″ is a linear or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, R ′ is H or R, and R is defined by claim 5. The electrolyte formulation as described.
式中、Rが1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルであり、これは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができ、あるいは1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のジアルキルアミノである、請求項5〜7のいずれか一項に記載の電解質処方物。In which R is straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, which can be substituted by aryl having 6 to 10 C atoms, or alternatively 1 to 20 Electrolyte formulation according to any one of claims 5 to 7, which is a straight-chain or branched dialkylamino having 1 C atom. レドックス活性種が、ヨウ素および少なくとも1種のヨウ化物塩のレドックス対である、請求項5〜8のいずれか一項に記載の電解質処方物。The electrolyte formulation according to any one of claims 5 to 8, wherein the redox active species is a redox couple of iodine and at least one iodide salt. 式Iで表される少なくとも1種の化合物を0.01〜30重量%の濃度で含む、請求項5〜9のいずれか一項に記載の電解質処方物。 Electrolyte formulation according to any one of claims 5 to 9 , comprising at least one compound of the formula I in a concentration of 0.01 to 30% by weight.
式中
、R 、R は互いに独立して、
1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル、これは少なくとも1個のRにより置換されていることができる、
6〜10個のC原子を有するアリール、これは少なくとも1個のRにより置換されていることができる、であり、
あるいはR 、R およびR は、1、2または3個のN原子あるいは1個のN原子および1個のSまたは1個のO原子が存在し、少なくとも1個のRにより置換されていることができる複素芳香環構造をN原子とともに形成し、
あるいはR およびR は、1、2または3個のN原子あるいは1個のN原子および1個のSまたは1個のO原子が存在し、少なくとも1個のRにより置換されていることができる複素脂環式構造をN原子とともに形成し、およびR は1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルであるか、あるいは縮合して少なくとも1個のN原子を含有する三環構造を形成し、およびここで複素脂環式構造または三環構造の第2のまたは第3のN原子は−O および1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルにより置換されていてもよく、
および
Rは独立して、
Hal、
CN、
C(O)H、
1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル、これは5〜6個のC原子を有するシクロアルキルによりまたは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができ、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基またはアルコキシ基によりあるいは5または6個のC原子を有するヘテロアリールにより置換されていてもよい、
2〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルケニル、これは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができ、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基により置換されていてもよい、
5または6個のC原子を有するシクロアルキル、
1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のヒドロキシアルキル、
1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルコキシ、これは6〜10個のC原子を有するアリールにより置換されていることができる、
1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルチオ、
6〜10個のC原子を有するアリール、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基またはアルコキシ基によりあるいは5または6個のC原子を有するヘテロアリールにより置換されていてもよい、
5〜10個のC原子を有するヘテロアリール、ここで該ヘテロアリール基のN原子は−O により置換されていてもよい、
6〜10個のC原子を有するアリールオキシ、
6〜10個のC原子を有するアリールチオ、
1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルアミノまたはジアルキルアミノであり、
Halは、F、Cl、BrまたはIである、
で表される少なくとも1種の化合物、あるいはその全ての互変異性体または立体異性体を含む色素増感電極を含む、色素増感太陽電池。
Formula I
In the formula
R 1 , R 2 and R 3 are independent of each other,
Straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, which can be substituted by at least one R;
An aryl having 6-10 C atoms, which can be substituted by at least one R;
Alternatively, R 1 , R 2 and R 3 are one, two or three N atoms or one N atom and one S or one O atom, and are substituted by at least one R Forming a heteroaromatic ring structure with N atoms that can be
Alternatively, R 1 and R 2 may be substituted with at least one R , with 1, 2 or 3 N atoms or 1 N atom and 1 S or 1 O atom present Forming a possible heteroalicyclic structure with N atoms, and R 3 is a linear or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, or condensed to contain at least one N atom tricyclic structure is formed, and wherein the second or third N atom of the heterocyclic alicyclic structure or tricyclic structure -O be - and linear or branched having 1 to 20 C atoms Optionally substituted by alkyl
and
R is independently
Hal,
CN,
C (O) H,
Linear or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, which is substituted by cycloalkyl having 5 to 6 C atoms or by aryl having 6 to 10 C atoms In which the aryl group may be substituted by a linear or branched alkyl or alkoxy group having 1 to 4 C atoms or by a heteroaryl having 5 or 6 C atoms,
Linear or branched alkenyl having 2 to 20 C atoms, which can be substituted by aryl having 6 to 10 C atoms, wherein the aryl group is 1 to 4 Optionally substituted by a linear or branched alkyl group having a C atom,
A cycloalkyl having 5 or 6 C atoms,
Linear or branched hydroxyalkyl having 1 to 20 C atoms,
Linear or branched alkoxy having 1 to 20 C atoms, which can be substituted by aryl having 6 to 10 C atoms,
Linear or branched alkylthio having 1 to 20 C atoms,
Aryl having 6 to 10 C atoms, wherein the aryl group is a straight chain or branched alkyl group or alkoxy group having 1 to 4 C atoms, or hetero having 5 or 6 C atoms Optionally substituted by aryl,
Heteroaryl having 5 to 10 C atoms, where the N atom of the heteroaryl group -O - may be substituted by,
Aryloxy having 6 to 10 C atoms,
Arylthio having 6 to 10 C atoms,
Linear or branched alkylamino or dialkylamino having 1 to 20 C atoms,
Hal is F, Cl, Br or I.
A dye-sensitized solar cell comprising a dye-sensitized electrode containing at least one compound represented by the formula: or a tautomer or stereoisomer thereof .
式Iで表される少なくとも1種の化合物が電解質溶液に含有される、請求項11に記載の色素増感太陽電池The dye-sensitized solar cell according to claim 11 , wherein at least one compound represented by formula I is contained in the electrolyte solution. 式IId
式中、R’はHであり、
は独立して
6〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキルあるいは
1〜20個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル、これは5〜6個のC原子を有するシクロアルキルまたは6〜10個のC原子を有するアリールで置換され、ここで該アリール基は1〜4個のC原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基またはアルコキシ基によりあるいは5または6個のC原子を有するヘテロアリールにより置換されていることができる、
であり、但しフェニルメチルはRに対して除外されている、
で表される化合物。
Formula IId
Where R ′ is H,
R X is independently straight or branched alkyl having 6 to 20 C atoms or straight or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, which is 5 to 6 C Substituted by cycloalkyl having atoms or aryl having 6 to 10 C atoms, wherein the aryl group is substituted by a linear or branched alkyl group or alkoxy group having 1 to 4 C atoms or 5 Or can be substituted by a heteroaryl having 6 C atoms,
Where phenylmethyl is excluded for R x ,
A compound represented by
請求項13に記載の式IIdで表される化合物の製造方法であって、a)2−ニトロアニリンをアルキル化して式IV
式中、Rは請求項13により定義される、
で表される中間体を形成し、および
b)式IVで表される化合物をホルミル化し、中間体V
式中、Rは請求項13により定義される
を得、次いで環化反応により式IIdで表される化合物が形成される、前記方法。
14. A process for the preparation of a compound of formula IId according to claim 13 , comprising a) alkylating 2-nitroaniline to give a compound of formula IV
Wherein R x is defined by claim 13 ;
And b) formylation of the compound of formula IV to form intermediate V
Wherein R x is defined by claim 13 and then the cyclization reaction forms a compound of formula IId.
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